Exercices sur l'optique : devoir spectroscopie, Exercices de Génie Physique
Eleonore_sa
Eleonore_sa1 April 2014

Exercices sur l'optique : devoir spectroscopie, Exercices de Génie Physique

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Exercices de physique sur l'optique : devoir spectroscopie. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Les niveaux d'énergie de l'atome de sodium, l'énergie de première ionisation, la plus petite longueur d'onde de...
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821-Optique : Devoir spectroscopie

. QUESTION 1

Les niveaux d'énergie de l'atome de sodium sont respectivement : E0 = -5,14 eV (Niveau fondamental), puis E1 = -3,03 eV E2 = -1,93 eV E3 = -1,51 eV E4 = -1,38 eV E5 = -0,86 eV Données: Constante de Planck h = 6,63.10-34 J.s Charge élémentaire e = 1,60.10-19 C Masse de l'électron m = 9,11.10-31 kg Célérité de la lumière c = 3.108 m.s-1

11 Dans le spectre de la lumière émise par des lampes à vapeur de sodium apparaît la raie brillante de longueur d'onde λ = 589 nm. Calculer la fréquence f de cette raie.

12 Cette raie correspond à la transition d'un niveau d'énergie supérieur au niveau d'énergie fondamental. Quel est ce niveau d'énergie supérieur ?

13 Calculer en joules l'énergie de première ionisation Ei de l'atome de sodium.

14 Calculer en nanomètres la longueur d'onde λi de la radiation provoquant cette ionisation.

QUESTION 2

21 On soumet de la vapeur de sodium, sous basse pression, à un bombardement par des électrons d'énergie cinétique Ec = 5,75.10-19 J. L'atome étant dans l'état fondamental, combien de raies peut-on observer dans le spectre du sodium ?

22 Quelle relation existe-t-il entre les fréquences des radiations ainsi émises ?

23 Quelle est la valeur λm de la plus petite longueur d'onde des raies observées ?

QUESTION 3

31 On éclaire maintenant du sodium métallique par différentes radiations monochromatiques. On constate qu'il y a émission d'électrons pour les radiations de longueur d'onde inférieure à λ0 = 520 nm. Expliquer pourquoi il y a une différence entre la longueur d'onde λi et λ0.

32 Calculer le travail (ou l'énergie) d'extraction W0 d'un électron du métal sodium.

Barème : 2 - 3 - 3 - 3 - 3 - 3 - 2 - 3 - 3 / 25 pts Durée : 55 min

   

 

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