Calculer l'énergie d'un photon ? 🎯 Exercice | 1ère | Physique

Summary

Dans cette vidéo, l'interaction lumière-matière est au cœur de l'explication sur la réalisation des diagrammes de niveaux d'énergie et l'utilisation de la relation entre l'énergie d'un photon et sa longueur d'onde. Les spectres d'absorption et d'émission des atomes sont détaillés, ainsi que le calcul de l'énergie des photons et la détermination de leur longueur d'onde en utilisant les unités électron-volts et joules. L'objectif est de comprendre les transitions d'énergie des atomes et d'évaluer si la radiation émise appartient au domaine visible de l'électromagnétisme.

Takeaways

• 📈 L'énergie d'un atome est quantifiée et peut prendre des valeurs bien déterminées.
• 📊 Le diagramme de niveaux d'énergie représente les niveaux d'énergie accessibles d'un atome, numérotés avec l'indice n (nombre quantique).
• 🔋 Les énergies des niveaux sont exprimées en électron-volts (eV) et sont conventionnellement négatives.
• 🌟 L'état fondamental d'un atome est l'état d'énergie minimale avec la stabilité maximale (n = 1).
• 🚀 Les états excités d'un atome correspondent à des niveaux d'énergie supérieurs et peuvent être atteints en absorbant un photon d'énergie appropriée.
• 🔄 Un atome peut émettre un photon en transitionnant vers un état d'énergie inférieur, avec la perte d'énergie égale à la différence entre les niveaux initial et final.
• 💡 L'énergie d'un photon émis lors d'une transition atomique est égale à la différence d'énergie entre les niveaux d'énergie.
• 🌈 Pour déterminer si une radiation émise appartient au domaine visible, on utilise la relation entre l'énergie d'un photon et sa longueur d'onde.
• 🔢 L'énergie d'un photon est souvent exprimée en électron-volts (eV), mais doit être convertie en joules (J) pour calculer la longueur d'onde.
• 🌐 La longueur d'onde d'un photon peut être calculée en utilisant l'énergie du photon en J et la vitesse de la lumière dans le vide (c).
• 📏 Les ondes électromagnétiques visibles sont comprises entre 400 et 800 nm de longueur d'onde.

Q & A

Qu'est-ce que le diagramme de niveau d'énergie d'un atome et à quoi cela sert-il ?

Le diagramme de niveau d'énergie d'un atome est une représentation des niveaux d'énergie accessibles par l'atome, numérotés avec l'indice n appelé le nombre quantique. Il sert à présenter les énergies déterminées que peut prendre l'atome, qui dépendent de sa nature et constituent sa carte d'identité.

Comment les énergies des niveaux d'énergie sont-elles exprimées et quelle est leur valeur conventionnelle ?

Les énergies des niveaux d'énergie sont généralement exprimées en électron-volts (eV) et, par convention, leurs valeurs sont négatives.

Quel est l'état fondamental d'un atome et comment est-il associé au nombre quantique n=1 ?

L'état fondamental d'un atome correspond à son état d'énergie minimale, où l'atome possède la stabilité maximale. Il est associé au nombre quantique n=1.

Qu'est-ce qu'un état excité de l'atome et comment cela se produit-il ?

Un état excité de l'atome est un état où l'énergie de l'atome est plus élevée que son état fondamental. Cela se produit lorsque l'atome absorbe un photon d'énergie adequate, ce qui est lié à un gain d'énergie.

Comment un photon peut-il être absorbé par un atome ?

Un photon peut être absorbé par un atome si son énergie est égale à la différence entre deux niveaux d'énergie de l'atome.

Qu'est-ce qui se passe lorsqu'un atome est dans un état excité ?

Un atome dans un état excité peut spontanément effectuer une transition vers un état de plus faible énergie en émettant un photon dont l'énergie est égale à la différence d'énergie entre les deux niveaux (initial et final).

Comment est-ce que l'on représente la transition d'un atome d'un niveau à un autre ?

La transition d'un atome d'un niveau à un autre est représentée par une flèche sur le diagramme d'énergie, marquée par une perte ou un gain d'énergie.

Comment on peut-on déterminer si la radiation émise par la lampe lors d'une transition appartient au domaine du visible ?

Pour déterminer si la radiation émise appartient au domaine du visible, on calcule d'abord l'énergie du photon émis en utilisant la différence d'énergie entre les deux niveaux, puis on calcule la longueur d'onde en utilisant la relation liant l'énergie d'un photon à la longueur d'onde de la radiation associée.

Quelle est la relation entre l'énergie d'un photon en électron-volts (eV) et en joules (J) ?

Pour passer de l'énergie d'un photon en électron-volts (eV) à celle en joules (J), il faut multiplier la valeur en eV par 1,602 x 10^-19 J/eV.

Quelle est la portée de la longueur d'onde des ondes électromagnétiques visibles ?

Le domaine des ondes électromagnétiques visibles est approximativement compris entre 400 et 800 nm en longueur d'onde.

Comment la célérité de la lumière dans le vide affecte-t-elle la détermination de la longueur d'onde d'un photon ?

La célérité de la lumière dans le vide (c) est utilisée dans la formule pour déterminer la longueur d'onde d'un photon à partir de son énergie. Plus précisément, la formule est E = h * c / λ, où h est la constante de Planck et λ est la longueur d'onde.

En émettant un photon, l'atome perd-il ou gagne de l'énergie ?

Lorsque l'atome émet un photon, il perd de l'énergie, qui est transférée au photon. Cette énergie est égale à la différence entre l'énergie de l'état initial et celle de l'état final.