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Le diagramme de la figure 1
représente les niveaux d'énergie de l'atome de mercure.
On
rappelle que : T = 1/ n
où
n
est la lettre grecque nu.
L'énergie
portée par un photon est donnée par la relation :
A. E =h×T. Faux.
B. E =h×n.
Vrai.
C. E =m×C2.Faux.
D. E =h× C2/ l. Faux.
Dans
les propositions de réponses de la question précédente, le symbole
:
A. l :
représente la longueur d'onde en nm. Faux.
La longueur
d'onde s'exprime en mètre.
B. h : est la constante de Planck en J ×s − 1 .
Faux.
h s'exprime
en J s.
C. C : est la célérité de la lumière dans le vide et sa valeur est
d'environ 3×108m ×s -1.
Vrai.
D. E : est l'énergie du photon
en eV.
L'énergie
s'exprime en joule.
Sur le diagramme de niveaux d'énergie de l'atome de mercure, sont
représentées quatre transitions électroniques:
A. La flèche 1 correspond à l'absorption d'un photon par l'atome. Faux.
La flèche 1
indique que l'énergie de l'atome diminue, ce dernier émet un photon.
B. La flèche 2 correspond à l'émission d'un photon par l'atome.
Vrai.
C. La flèche 3 correspond à
l'absorption de deux photons par l'atome.
L'atome
absorbe un seul photon et l'énergie de l'atome augmente.
D. La flèche 4 correspond à la plus petite fréquence d'un photon
absorbé ou émis. Faux.
La fréquence
et l'énergie du photon émis ou absorbé sont proportionnelles.
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La figure 2 donne la correspondance entre longueur d'onde et énergie transportée par la radiation.
A propos des radiations électromagnétiques :
Parmi les quatre affirmations suivantes, laquelle est fausse ?
A. La radiation de longueur d'onde 400 nm est visible. Vrai.
B. Une énergie de 6,0 eV est transportée par une onde électromagnétique du domaine des ultraviolets. Vrai.
La longueur d'onde correspondante est égale à 200 nm, valeur inférieure à 400 nm, limite des UV et du visible.
C. Les radiations infra-rouges ont des énergies inférieures à 1,5 eV. Vrai.
Les longueurs d'onde correspondantes sont supérieures à 800 nm, limite des IR et du visible.
D. Un photon d'énergie 2,0 eV est véhiculé par une radiation bleue. Faux.
La longueur d'onde correspondante est voisine de 600 nm, radiation de couleur jaune.
A propos des transitions électroniques :
Parmi les quatre affirmations suivantes, laquelle est juste ?
A. L'atome peut changer de niveau d'énergie en libérant un ou plusieurs photons au cours d'une transition. Faux.
En changeant de niveau d'énergie, l'atome émet ou absorbe un seul photon.
B. Le niveau n=1 est le niveau fondamental ; il correspond à l'énergie la plus basse.
Vrai.
C.
Lorsque l'énergie du niveau est nulle l'atome est dans son état
d'énergie le plus haut ; il est dans son premier état excité. Faux.
L'atome est ionisé, perte d'un électron.
D. Les niveaux d'énergie de l'atome sont quantifiés ; les valeurs d'énergie varient de façon continue. Faux.
Un petit nombre de valeurs sont permises pour l'énergie.
Le spectre du visible du mercure contient une raie verte de longueur d'onde 546 nm.
La raie verte correspond à la transition :
DE = hc / l = 6,63 10-34*3,0 108 / (546 10-9) =3,64 10-19 J ou 3,64 10-19 / (1,6 10-19)=2,28 eV.
2,28 = 4,99 -2,71 eV, transition du niveau 5 au niveau 3.
A. Du niveau n=5 au niveau fondamental. Faux.
B. Du niveau n=5 au niveau n=3.
Vrai.
C. Du niveau n=3 au niveau n=5. Faux
D. Du niveau ionisé au niveau n=5. Faux.
Lorsque l'atome effectue la transition du niveau n=2 au niveau n=4 :
DE =5,54-3,73 =1,81 eV ou 1,81 * 1,6 10-19 =2,9 10-19 J ; n = DE / h = 2,9 10-19 / (6,63 10-34) =4,4 1014 Hz.
A. Il absorbe un photon de fréquence 4,4×THz. Faux.
B. Il émet une radiation rouge. Faux.
C. Il absorbe une énergie de 2,9×10− 19 J.
Vrai.
D. Il émet une radiation de longueur d'onde 6,9 μ m. Faux.
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