Désexcitation – Excitation – Terminale S – Exercices corrigés

Exercices à imprimer pour la tles – Excitation – Désexcitation – Terminale S

Exercice 01 : Effet photoélectrique

L’effet photoélectrique consiste à arracher à la matière des électrons avec des photons d’énergie convenable : l’énergie du photon doit au moins être égale à l’énergie d’extraction de l’électron W’, qui dépend de la nature du matériau exposé à la lumière.

Pour le sodium (Na), cette énergie d’extraction est W(Na) = 2,28 eV et pour le platine (Pt), W(pt) = 6,35 eV.

Données : …

Exprimer ces deux énergies en joule.

Déterminer les longueurs d’onde, , des radiations dont 1’énergie des photons correspond respectivement à W(Na) et W(Pt).

À quels domaines des ondes électromagnétiques correspondent ces deux radiations ? Quelle est la plus énergétique des deux ?

On éclaire une surface du métal sodium par une radiation monochromatique de longueur d’onde Observera-t-on un effèt photoélectrique ? Si oui, à quelle vitesse sont éjectés les électrons à leur sortie du métal ?

Observera-t-on un effet photoélectrique si l’on éclaire une surface de platine par une radiation monochromatique de longueur d’onde ?

Exercice 02 : Raies de Balmer de l’atome d’hydrogène

Le spectre de l’atome d’hydrogène dans le domaine visible, donné ci-après, présente des raies caractéristiques de cet atome appartenant à la série de Balmer.

Pour interpréter les spectres de raies des atomes, Niels Bohr a postulé en 1913 la quantification des niveaux d’énergie. Pour l’atome d’hydrogène, on a :

Données : c =3,00 x 108 m.s-1 ; h = 6,63 x 10-34 J.s ; 1eV = 1,60 x 10-19 J ;

Le spectre présenté ci-dessus est-il un spectre d’émission ou d’absorption de l’hydrogène ?

A quoi correspond le niveau d’énergie de valeur 0 eV de l’atome ? Quelle est la valeur de l’énergie nécessaire pour ioniser l’atome ?

Les raies de la série des raies dites de Balmer correspondent à des transitions d’un niveau électronique n’ supérieur à 2, vers le niveau d’énergie n =2.

Montrer que lors d’une transition d’un niveau n’ de l’atome d’hydrogène vers le niveau n = 2, l’atome émet

Calculer l’énergie et la longueur d’onde du photon émis par l’atome d’hydrogène lors de la transition du niveau n’ = 6 vers le niveau n = 2. A quelle raie du spectre correspond cette transition ?

Pourquoi ne peut-on voir que quatre raies de la série des raies de Balmer dans le domaine visible ?

 



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