OEF hydrogénoide --- Introduction ---

Ce module regroupe pour l'instant 28 exercices sur le modèle quantique de l'atome et la spectroscopie des hydrogénoïdes. Il s'agit d'exercices portant sur l'excitation, l'émission ou l'ionisation des hydorgénoides et comportant quelques modifications : type de réponse, choix des unités différents pour les réponses, exercices à étapes ou non.
Les solutions sont calculées avec 4 chiffres significatifs sauf pour l'exercice "Ionisation d'un hydrogénoïde". Les réponses sont comparées aux solutions calculées avec une précision relative de 2000.

Conversion longueur d'onde / énergie

Relation mathématique entre énergie et longueur d'onde.
Difficulté 1 (sur une échelle de 1 à 5)
Pour ce calcul, les constantes sont prises égales à :

Soit une radiation monochromatique de longueur d'onde nm. Calculez l'énergie de cette radiation.

Conversion longueur d'onde / énergie - mode examen

Relation mathématique entre énergie et longueur d'onde.
Difficulté 1 (sur une échelle de 1 à 5)
Pour ce calcul, les constantes sont prises égales à :

Soit une radiation monochromatique de longueur d'onde nm. Calculez l'énergie de cette radiation.

Domaine de longueur d'onde

Domaine de longueur d'onde
Difficulté 1 (sur une échelle de 1 à 5)

Soit une radiation de longueur d'onde = .

A quel domaine appartient-elle ?

Emission d'un hydrogénoïde

Distinction entre l'énergie perdue par l' et l'énergie de l'.
Difficulté 3 (sur une échelle de 1 à 5)

On considère l' , dans un état excité caractérisé par le nombre quantique n=. Cet se désexcite en émettant une radiation.

  1. Quelle est, en eV, l'énergie minimale que peut perdre l' ?
  2. Quelle est, en eV, l'énergie maximale que peut perdre l' ?
  3. Quelles sont, en nm, les longueurs d'onde maximale et minimale des radiations émises ?

Emission d'un hydrogénoïde - mode examen

Distinction entre l'énergie perdue par l' et l'énergie de l'.

On considère l' , dans un état excité caractérisé par le nombre quantique n=. Cet se désexcite en émettant une radiation.

  1. Quelle est, en eV, l'énergie minimale que peut perdre l' ?
  2. Quelle est, en eV, l'énergie maximale que peut perdre l' ?
  3. Quelles sont, en nm, les longueurs d'onde maximale et minimale des radiations émises ?

Niveau d'énergie d'un hydrogénoïde

Difficulté : niveau 1 (sur une échelle de 1 à 5)

On considère l' . L'état de cet est caractérisé par le nombre quantique principal n=.

Quelle est, en eV, l'énergie totale de cet ?

Excitation d'un hydrogénoïde : détermination du niveau final

Relation mathématique entre l'énergie absorbée par l' et l'énergie des états de l'.
Difficulté 3 (sur une échelle de 1 à 5)

On considère l' dans son état fondamental. Cet est irradié avec une radiation monochromatique de de longueur d'onde =   nm.

Donnez le nombre quantique principal de l'état excité dans lequel se trouvera l' après absorption.

Excitation d'un hydrogénoïde : détermination de l'énergie à fournir

Relation mathématique entre l'énergie absorbée par l' et l'énergie des états de l'.
Pour ce calcul, les constantes sont prises égales à :

Difficulté 2 (sur une échelle de 1 à 5)

On considère l' dans son état fondamental. Cet est irradié avec une radiation monochromatique et porté dans son excité n=.

Donnez l'énergie transmise par la radiation, qui a permis cette excitation.

Energie pour exciter un hydrogénoïde - mode examen

Relation mathématique entre l'énergie absorbée par l' et l'énergie des états de l'.
Pour ce calcul, les constantes sont prises égales à :

Difficulté 2 (sur une échelle de 1 à 5)

On considère l' dans son état fondamental. Cet est irradié avec une radiation monochromatique et porté dans son excité n=.

Donnez l'énergie transmise par la radiation, qui a permis cette excitation.

Ionisation d'un hydrogénoïde

Calcul de la vitesse d'un électron éjecté.
Difficulté 5 (sur une échelle de 1 à 5)

On considère l' dans un état caractérisé par le nombre quantique principal . Cet est irradié par un rayonnement de longueur d'onde nm.

Calculer la vitesse de l'électron éjecté en Km/heure.

vitesse à définir dans un intervalle

Calcul de la vitesse d'un électron éjecté.
Difficulté 5 (sur une échelle de 1 à 5)
pour ce calcul, les constantes sont prises égales à :

On considère l' dans un état caractérisé par le nombre quantique principal . Cet est irradié par un rayonnement de longueur d'onde nm.

Calculer la vitesse de l'électron éjecté.

vitesse à définir dans un intervalle - mode examen

Calcul de la vitesse d'un électron éjecté.
Difficulté 5 (sur une échelle de 1 à 5)
pour ce calcul, les constantes sont prises égales à :

On considère l' dans un état caractérisé par le nombre quantique principal . Cet est irradié par un rayonnement de longueur d'onde nm.

Calculer la vitesse de l'électron éjecté.

vitesse avec chiffres significatifs

Calcul de la vitesse d'un électron éjecté.
Difficulté 5 (sur une échelle de 1 à 5)
pour ce calcul, les constantes sont prises égales à :

On considère l' dans un état caractérisé par le nombre quantique principal . Cet est irradié par un rayonnement de longueur d'onde nm.

Calculer la vitesse de l'électron éjecté.

vitesse avec chiffres significatifs - mode examen

Calcul de la vitesse d'un électron éjecté.
Difficulté 5 (sur une échelle de 1 à 5)
pour ce calcul, les constantes sont prises égales à :

On considère l' dans un état caractérisé par le nombre quantique principal . Cet est irradié par un rayonnement de longueur d'onde nm.

Calculer la vitesse de l'électron éjecté.

vitesse dans intervalle avec calcul intermédiaire

Calcul de la vitesse d'un électron éjecté.
Difficulté 5 (sur une échelle de 1 à 5)
pour ce calcul, les constantes sont prises égales à :

On considère l' dans un état caractérisé par le nombre quantique principal . Cet est irradié par un rayonnement de longueur d'onde nm.

Calculer la vitesse de l'électron éjecté.

vitesse dans intervalle avec calcul intermédiaire 2

Calcul de la vitesse d'un électron éjecté.
Difficulté 5 (sur une échelle de 1 à 5)
pour ce calcul, les constantes sont prises égales à :

On considère l' dans un état caractérisé par le nombre quantique principal . Cet est irradié par un rayonnement de longueur d'onde nm.

Calculer, l'énergie du photon absorbé, l'énergie cinétique de l'électron émis.
Calculer la vitesse de l'électron éjecté.

vitesse dans intervalle avec calcul intermédiaire 2 - mode examen

Calcul de la vitesse d'un électron éjecté.
Difficulté 5 (sur une échelle de 1 à 5)
pour ce calcul, les constantes sont prises égales à :

On considère l' dans un état caractérisé par le nombre quantique principal . Cet est irradié par un rayonnement de longueur d'onde nm.

Calculer la vitesse de l'électron éjecté.

vitesse dans intervalle 2

Calcul de la vitesse d'un électron éjecté.
Difficulté 5 (sur une échelle de 1 à 5)
pour ce calcul, les constantes sont prises égales à :

On considère l' dans un état caractérisé par le nombre quantique principal . Cet est irradié par un rayonnement de longueur d'onde nm.

Calculer la vitesse de l'électron éjecté.

vitesse dans intervalle 2 - mode examen

Calcul de la vitesse d'un électron éjecté.
Difficulté 5 (sur une échelle de 1 à 5)
pour ce calcul, les constantes sont prises égales à :

On considère l' dans un état caractérisé par le nombre quantique principal . Cet est irradié par un rayonnement de longueur d'onde nm.

Calculer la vitesse de l'électron éjecté.

Irradiation d'un hydrogénoïde

Effet de l'absorption de radiation par un hydrogénoïde.
Difficulté 2 (sur une échelle de 1 à 5)
On considère l' , dans un état caractérisé par son nombre quantique principal . Cet est irradié par un rayonnement monochromatique de longueur d'onde nm. Que se passe-t-il ?
Les valeurs utilisées pour les constantes sont données dans l'aide.

Irradiation d'un hydrogénoïde 2

Effet de l'irradiation d'un hydrogénoïde
Difficulté 3 (sur une échelle de 1 à 5)

On considère l' , Cet est soumis à un rayonnement monochromatique de longueur d'onde nm.

Que se passe-t-il ?

En effet, .

Calculer la vitesse de l'électron en .
Calculer le nombre quantique associé à l'état excité.

Irradiation d'un hydrogénoïde 3

Effet de l'irradiation d'un hydrogénoïde
Difficulté 3 (sur une échelle de 1 à 5)

On considère l' , Cet est soumis à un rayonnement monochromatique de longueur d'onde nm.

Que se passe-t-il ?

En effet, .

Calculer la vitesse de l'électron en .
Calculer le nombre quantique associé à l'état excité.

Raie spectrale

Effet de l'irradiation d'un hydrogénoïde
Difficulté 2 (sur une échelle de 1 à 5)

Dans cet exercice, on s'intéresse à la reproduction du spectre d'absorption de l' .

Quelle est, en nm, la longueur d'onde de la raie d'absorption correspondant à l'excitation de l' dans un état d'énergie eV ?

Vous avez proposé la valeur nm.

En fait, la longueur d'onde de la raie d'absorption est nm.
A quel domaine de longueur d'onde cette raie appartient-elle ?

Raie spectrale 2

Effet de l'irradiation d'un hydrogénoïde
Difficulté 2 (sur une échelle de 1 à 5)

Dans cet exercice, on s'intéresse à la reproduction du spectre d'absorption de l' .

Quelle est, en nm, la longueur d'onde de la raie d'absorption correspondant à l'excitation de l', intialement dans son état fondamental et porté dans un état d'énergie caractérisé par ?

Raie spectrale 2 - mode examen

Effet de l'irradiation d'un hydrogénoïde
Difficulté 2 (sur une échelle de 1 à 5)

Dans cet exercice, on s'intéresse à la reproduction du spectre d'absorption de l' .

Quelle est, en nm, la longueur d'onde de la raie d'absorption correspondant à l'excitation de l', intialement dans son état fondamental et porté dans un état d'énergie caractérisé par ?

Nombre de transitions possibles - niveau 2

Nombre de radiations monochromatiques observables
Difficulté 2 (sur une échelle de 1 à 5)

Soit l' . Cet est porté dans un état d'énergie caractérisé par le nombre quantique principal .

Quel est le nombre maximum de raies que l'on observer lorsque cet hydrogénoïde se désexcite ?

Nombre de transitions possibles - niveau 1

Nombre de radiations monochromatiques observables
Difficulté 1 (sur une échelle de 1 à 5)

Soit l' . Cet est porté dans un état d'énergie caractérisé par le nombre quantique principal .

Quel est le nombre maximum de raies que l'on observer lorsque cet hydrogénoïde se désexcite ?

Domaine du visible

Associez la couleur du rayonnement électromagnétique avec l'ordre de grandeur de sa longueur d'onde.
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