Niveaux d'énergie et transition électronique n=3 vers n=2

Difficile
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Énoncé

L'énergie totale de l'électron sur le niveau de l'atome d'hydrogène vaut , avec . On donne , et . 1) Calculer les énergies et des niveaux et , en eV. 2) L'électron effectue une transition du niveau vers le niveau en émettant un photon. Calculer l'énergie de ce photon, en eV puis en joules. 3) En déduire la longueur d'onde du photon émis. Ce photon appartient-il au domaine visible (400 nm à 800 nm) ? 4) Calculer l'énergie minimale (en eV) qu'il faudrait fournir à l'électron dans l'état fondamental pour ioniser l'atome (arracher l'électron, ). Commenter le signe de .

Indices

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1 Indice 1
Applique $E_n = \dfrac{E_1}{n^{2}}$ pour les deux niveaux, puis prends leur différence en valeur absolue pour l'énergie du photon.
2 Indice 2
La longueur d'onde suit par $\lambda = \dfrac{h\,c}{\Delta E}$, avec l'énergie en joules. L'ionisation depuis le fondamental correspond à $n \to \infty$, donc à une énergie de niveau nulle.

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La méthode — par où commencer

Applique pour les deux niveaux, puis prends leur différence en valeur absolue pour l'énergie du photon.

La longueur d'onde suit par , avec l'énergie en joules. L'ionisation depuis le fondamental correspond à , donc à une énergie de niveau nulle.

La rédaction complète, étape par étape, se trouve juste en dessous.

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