Exercices supplémentaires
Partie 1 : OBSERVER – Chapitre 4

Exercices n°4 p66 / n°9 p67 (exercice résolu) /n°10 p67 / n°18 p69

Données : constante de Planck : h = 6,63.10-34 J .s vitesse de la lumière : c = 3,0.108 m/s 1 eV = 1,6.10-19 J 1 nm = 10-9 m

Exercices supplémentaires
CORRECTION
Partie 1 : OBSERVER – Chapitre 4

Exercice n°4 p 66
1. Le domaine du visible est compris entre les longueurs d’onde 400 nm et 800 nm.
Comme avec c = 3,0.108 m/s ; λ1 = 400 nm = 400.10-9 m
Alors ν1 = 7,5.1014 Hz

Pour λ2 = 800 nm = 800.10-9 m on a : ν2 = 3,75.1014 Hz

Le domaine du visible est compris entre 3,75.1014 Hz et 7,5.1014 Hz.

2. Comme ΔE1 = hν1 avec ν1 = 7,5.1014 Hz
On a : ΔE1 = 4,96.10-19 J
Comme 1 ev = 1,6.10-19 J ? = 4,96.10-19 J
Alors ? = = 3,1 eV

Comme ΔE2 = hν2 avec ν2 = 3,75.1014 Hz
On a : ΔE1 = 2,48.10-19 J
Comme 1 ev = 1,6.10-19 J ? = 2,48.10-19 J
Alors ? = = 1,5 eV

Exercice n°10p 67
a) L’énergie d’un atome de sodium au niveau fondamental est de -5,14 eV.
S’il peut absorber un photon dont l’énergie est de 3,0 eV, l’atome sera dans un niveau excité d’énergie : -5,14 + 3,0 = -2,14 eV
Comme ce niveau d’énergie n’existe pas pour l’atome de sodium (voir diagramme d’énergie de l’exercice n°9), il ne pourra pas absorber ce photon.

b) Un photon de fréquence 8,75.1014 Hz correspond à une énergie ΔE : comme ΔE = hν avec ν = 8,75.1014 Hz
ΔE = 6,63.10-34 x 8,75.1014 = 5,80.10-19 J
Comme 1 ev = 1,6.10-19 J ? = 5,80.10-19 J
Alors ? = = 3,63 eV
Le photon de fréquence 8,75.1014 Hz correspond à une énergie de 3,63 eV.

Si l’atome de sodium peut absorber un photon dont l’énergie est de 3,63 eV, l’atome sera dans un niveau excité d’énergie : -5,14 + 3,6 = -1,51 eV
Comme ce niveau d’énergie existe pour l’atome de sodium (niveau 4), il pourra absorber ce photon.

c) Un photon de longueur d’onde 679,5 nm correspond à une énergie ΔE : comme ΔE = hν et alors avec λ = 679,5 nm = 679,5.10-9 m
ΔE = 2,92.10-19 J
Comme 1