Absorber ou émettre un photon

Intermédiaire
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Énoncé

On considère un atome d'hydrogène, avec , et . On donne . 1) Calculer l'énergie du photon émis lors de la transition du niveau vers le niveau . 2) En déduire sa longueur d'onde et préciser le domaine du spectre. 3) Un atome dans son état fondamental rencontre un photon de . Que se passe-t-il ? 4) Un photon émis correspond-il à une montée ou à une descente de l'électron ? 5) Pourquoi le spectre d'émission de l'hydrogène est-il fait de raies et non d'un fond continu ?

Indices

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1 Indice 1
L'énergie du photon est la différence des deux niveaux. Avec $h\,c = 1\,240\,\text{eV}\cdot\text{nm}$, la longueur d'onde s'obtient directement en nanomètres par $\lambda = \dfrac{1240}{\Delta E}$.
2 Indice 2
Un atome ne peut absorber que les photons dont l'énergie correspond exactement à un écart entre deux niveaux : compare $5{,}0\,\text{eV}$ aux écarts disponibles depuis le fondamental.

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La méthode — par où commencer

L'énergie du photon est la différence des deux niveaux. Avec , la longueur d'onde s'obtient directement en nanomètres par .

Un atome ne peut absorber que les photons dont l'énergie correspond exactement à un écart entre deux niveaux : compare aux écarts disponibles depuis le fondamental.

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

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La série de Balmer Tous les exercices du chapitre Absorption d'un photon et limite de la mécanique classique