A et B A et B A et C A , B et C A et C A , B et C. Exercices CH Les modèles ondulatoire et corpusculaire de la lumière

Exercices CH Les modèles ondulatoire et corpusculaire de la lumière

1.

A

B

C

2.

A

C

3.

A

B

C

4.

A

C

5.

A

B

6.

A

B

7.

A

B

8.

A

Radiologie : rayons X

ondes hertziennes

Caméra thermique : infrarouges

ultraviolets

Chirurgie laser

infrarouges

1.a.

L’échelle B est graduée en fréquence.

1.b.

L’échelle A est graduée en longueur d’onde dans le vide.

2. La fréquence est égale à

𝝂 = ^𝒄

𝝀

1. L’

ordre

grandeur

fréquences

100 MHz

10

Hz

2. Ces ondes appartiennent au domaine des

ondes hertziennes

3. La longueur d’onde suit la relation :

𝝀 = _𝝂 ^𝒄

Donc pour 

87 MHz

𝝀 = 𝟑 × 𝟏𝟎 ^𝟖 𝟖𝟕 × 𝟏𝟎 ^𝟔 𝝀 = 𝟑, 𝟒 𝒎

Pour

110 MHz

𝝀 = 𝟐, 𝟕𝟐 𝒎

.

La taille des antennes (^𝜆

4) est donc comprise entre

68

85 cm

1. L’

énergie

photon bleu

𝑬 _{𝒃𝒍𝒆𝒖} = 𝒉 × _𝝀 ^𝒄 𝑬 _{𝒃𝒍𝒆𝒖} = 𝟒, 𝟗𝟏 × 𝟏𝟎 ^−𝟏𝟗 𝑱

2.

𝝀

𝝀

𝐸 = ℎ ×

𝑬

𝑬

3. a. Le

nombre

photons bleus

𝑵 = ^𝑬

𝑬

𝑵 = ^50×10

4,91×10 ⁻¹⁹ = 𝑵 = 𝟏, 𝟎 × 𝟏𝟎 ^𝟏𝟕

b. Le

nombre

photons rouges

𝑵 = ^𝑬

_𝑬

𝒓𝒐𝒖𝒈𝒆

𝑵 = 𝟏, 𝟔 × 𝟏𝟎 ^𝟏𝟕

1. Il s’agit d’un

diagramme d’énergie

2. L’

énergie

quantifiée

peut prendre

certaines valeurs discrètes

3.a. L’

énergie

état fondamental

est de

– 10,44 eV

b.

exemple

énergie

excité

– 3,73 eV

4.

Non

n’apparait pas

diagramme d’énergie

5. Il

n’existe pas de différence de niveaux d’énergie de 10

eV

ne pourra pas absorber un photon de 10

eV

1.a.

Absorption

photon

transition

niveau1

niveau4

b. Energie absorbée :

𝑬

= 𝑬

− 𝑬

= (−𝟒, 𝟗𝟖) − (−𝟏𝟎, 𝟒𝟒) = 𝟓, 𝟒𝟔 𝒆𝑽

c. La longueur d’onde du photon absorbé est donc de :

𝝀 = 𝒉 × ^𝒄

𝑬_𝟏→𝟒

𝝀 = 𝟐, 𝟐𝟖 × 𝟏𝟎 ^−𝟕 𝒎

Rq : attention à bien mettre

𝑬

joule

2.a.

Emission

photon

transition

niveau 4

niveau 1

b. Energie du photon émis :

|𝑬

| = |𝑬

− 𝑬

| = |−𝟏𝟎, 𝟒𝟒 − (−𝟒, 𝟗𝟖)| = 𝟓, 𝟒𝟔 𝒆𝑽

c. La longueur d’onde du photon émis est donc de :

𝝀 = 𝒉 × _| ^𝒄

𝑬_𝟒→𝟏

|

𝝀 = 𝟐, 𝟐𝟖 × 𝟏𝟎 ^−𝟕 𝒎

Rq : attention à bien mettre

|𝑬

|

joule

1.La

lumière

onde électromagnétique

photons

quantum

d’énergie 𝒉𝝂

2. On observe l’effet photoélectrique pour les matériaux si la fréquence est supérieure à une

fréquence seuil 𝝂

.

Ici la fréquence envoyée et de

𝝂 = _𝝀 ^𝒄 = 𝟕, 𝟒𝟏 × 𝟏𝟎 ^𝟏𝟒 𝑯𝒛

césium

potassium

baryum

3. 𝑬 = 𝒉𝝂 donc plus la fréquence nécessaire à l’effet photoélectrique est grande et plus le matériau nécessite un photon énergétique. Le métal qui nécessite

le photon

le plus énergétique est le cuivre

photon le

moins énergétique est le césium