Application 1 : nature spatiale et temporelle des ondes électromagnétiques
1. Quelle est la relation entre la longueur d'onde et la période d'une onde ?
Préciser les unités.
2. Quelle est la période d'une onde caractérisée par une longueur d'onde : l = 400 nm.
3. Quelle est la fréquence d'une onde caractérisée par
une longueur d'onde : l = 400 nm.
4. Quelle la valeur du nombre d'onde associé à une onde de longueur de fréquence n (= f = N) = 90.1012 Hz ?
5. Donner le résultat en cm-1.
Application 2. Détermination de l'énergie d'un photon
1. Quelle est la relation entre l'énergie d'un photon et sa fréquence ? Préciser les
unités.
2. Une radiation électromagnétique est caractérisée par une longueur d'onde : l = 400 nm.
2.1. Quelle est la fréquence de cette radiation ? Quelle est son énergie en J ? en eV
?
2.2. Quelle est son énergie en J ? en eV ?
2.3. Quelle est son énergie en J ? en eV ?
3. Une radiation électromagnétique est caractérisée par une longueur d'onde : l = 800 nm.
3.1. Quelle est la fréquence de cette radiation ?
3.2. Quelle est son énergie en eV ?
3.3. Quelle est son énergie en J ?
4. Déduire de ces résultats quel est le photon de plus grande énergie.
Application 3 : utilisation de la formule de Ritz
1. Calculer la longueur d'onde du photon émis lors de la transition d'un
électron de la couche n = 3 à la couche n = 2. Dans quel domaine se trouve cette
transition.
2. Calculer la longueur d'onde du photon émis lors de la transition d'un
électron de la couche n = 4 à la couche n = 3. Dans quel domaine de radiations de trouve
cette transition.
3. Calculer l'énergie du photon émis lors de la transition d'un
électron de la couche n = 2 à la couche n = 1.
Application 4 : Modèle de Bohr appliqué à l'hydrogène
1. Rappeler les formules de Bohr exprimant le rayon de l'orbite de Bohr et l'énergie
d'un électron d'une couche n pour l'atome d'hydrogène.
2. Calculer l'énergie à fournir pour amener un électron du niveau fondamental (n =
1) ou premier niveau excité (n = 2).
3. Calculer l'énergie du photon émis lors du retour au niveau fondamental (n = 1)
d'un électron initialement deuxième niveau excité (n = 3).
4. Calculer l'énergie d'ionisation de l'hydrogène. On précise que l'énergie
d'ionisation est l'énergie nécessaire pour amener l'électron du niveau fondamental (n =
1) à l'infini.
Application 5 : modèle de Bohr appliqué aux hydrogénoïdes
1. Rappeler les formules de Bohr exprimant le rayon de l'orbite de Bohr et l'énergie
d'un électron d'une couche n pour un hydrogénoïde.
2. Calculer l'énergie du photon émis lors du retour au niveau fondamental (n = 1)
d'un électron initialement au deuxième niveau excité (n = 3) de l'ion He+ (Z
= 2).
3. Calculer l'énergie d'ionisation de l'ion Li2+ (Z = 3).
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