Exercice 1 sur 8
CalculCalcule la fréquence d’une radiation de longueur d’onde 600 nm dans le vide (c = 3,00 × 108 m·s−1). Donne-la sous la forme a × 1014 Hz : saisis a.
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Exercices : la lumière : modèles ondulatoire et particulaire
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ULUMINE · Physique-chimie · Première
La lumière : modèles ondulatoire et particulaire — S’entraîner
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Prénom : ……………………………Date : ……………………Score : ……… / 8
Exercice 1
Calcule la fréquence d’une radiation de longueur d’onde 600 nm dans le vide (c = 3,00 × 108 m·s−1). Donne-la sous la forme a × 1014 Hz : saisis a.
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… × 10¹⁴ Hz
Exercice 2
Quelle est l’énergie, en eV, d’un photon de longueur d’onde 620 nm ? Données : h = 6,63 × 10−34 J·s ; c = 3,00 × 108 m·s−1 ; 1 eV = 1,60 × 10−19 J. Arrondis au centième.
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… eV
Exercice 3 — Coche la bonne réponse.
Une radiation de longueur d’onde 1,5 μm dans le vide appartient au domaine…
- de l’ultraviolet
- du visible
- de l’infrarouge
- des rayons X
Exercice 4 — Coche « Vrai » ou « Faux ».
Un photon ultraviolet est plus énergétique qu’un photon rouge.
VraiFaux
Exercice 5
Un atome passe d’un niveau d’énergie −1,51 eV à un niveau −3,40 eV. Quelle est l’énergie du photon émis, en eV ?
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… eV
Exercice 6 — Coche la bonne réponse.
Un atome dans son état fondamental (E1 = −13,6 eV) a des niveaux excités à −3,40 eV et −1,51 eV. Quel photon peut-il absorber ?
- Un photon de 10,2 eV
- Un photon de 11,0 eV
- Un photon de 5,0 eV
- N’importe quel photon
Exercice 7 — Relie chaque élément de gauche à celui de droite.
Associe chaque phénomène ou grandeur au modèle de la lumière qui le décrit le plus naturellement.
- 1. Longueur d’onde λ
- 2. Quantum d’énergie hν
- 3. Raies d’émission d’un atome
- A. modèle particulaire
- B. échange de photons entre niveaux quantifiés
- C. modèle ondulatoire
Exercice 8
Pour l’atome d’hydrogène, En = − eV. Calcule la longueur d’onde du photon émis lors de la transition du niveau 4 au niveau 2, et indique son domaine.
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La lumière : modèles ondulatoire et particulaire — S’entraîner
Corrigé détaillé — pour les parents et les enseignants
Exercice 1
Réponse : 5 × 10¹⁴ Hz
ν = , avec λ en mètres.
- λ = 600 × 10−9 m = 6,00 × 10−7 m
- ν = = 5,00 × 1014 Hz
Exercice 2
Réponse : 2 eV
E = en joules, puis conversion en eV.
- E = ≈ 3,21 × 10−19 J
- E = ≈ 2,00 eV
Exercice 3
Réponse : de l’infrarouge
1,5 μm = 1 500 nm, au-delà de 800 nm : c’est de l’infrarouge.
Exercice 4
Réponse : Vrai
E = : l’énergie est inversement proportionnelle à la longueur d’onde. λ(UV) < λ(rouge), donc E(UV) > E(rouge).
Exercice 5
Réponse : 1,89 eV
L’énergie du photon émis est égale à la différence entre les deux niveaux.
- E = Ehaut − Ebas = −1,51 − (−3,40)
- E = 1,89 eV
Exercice 6
Réponse : Un photon de 10,2 eV
L’absorption n’est possible que si l’énergie du photon correspond exactement à un écart entre niveaux : −3,40 − (−13,6) = 10,2 eV convient ; 11,0 eV et 5,0 eV ne correspondent à aucune transition depuis le niveau fondamental.
Exercice 7
Réponse : 1 → C · 2 → A · 3 → B
La longueur d’onde est une grandeur ondulatoire ; le photon transporte un quantum d’énergie ; les raies s’interprètent par l’émission de photons lors de transitions entre niveaux.
Exercice 8
Exemple de réponse : E4 = − = −0,85 eV ; E2 = − = −3,40 eV.
ΔE = −0,85 − (−3,40) = 2,55 eV = 2,55 × 1,60 × 10−19 ≈ 4,08 × 10−19 J.
λ = = ≈ 4,87 × 10−7 m ≈ 487 nm : radiation visible (bleu-vert).La valeur mesurée de cette raie de l’hydrogène est d’environ 486 nm ; l’écart vient des arrondis.
- Niveaux E4 et E2 corrects.
- ΔE = 2,55 eV converti en joules.
- λ ≈ 486 à 488 nm, domaine visible.
Exercices corrigés : 0 / 8
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Exercice 2 sur 8
CalculQuelle est l’énergie, en eV, d’un photon de longueur d’onde 620 nm ? Données : h = 6,63 × 10−34 J·s ; c = 3,00 × 108 m·s−1 ; 1 eV = 1,60 × 10−19 J. Arrondis au centième.
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 3 sur 8
QCMUne radiation de longueur d’onde 1,5 μm dans le vide appartient au domaine…
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 4 sur 8
Vrai ou fauxUn photon ultraviolet est plus énergétique qu’un photon rouge.
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 5 sur 8
CalculUn atome passe d’un niveau d’énergie −1,51 eV à un niveau −3,40 eV. Quelle est l’énergie du photon émis, en eV ?
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 6 sur 8
QCMUn atome dans son état fondamental (E1 = −13,6 eV) a des niveaux excités à −3,40 eV et −1,51 eV. Quel photon peut-il absorber ?
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 7 sur 8
AssociationAssocie chaque phénomène ou grandeur au modèle de la lumière qui le décrit le plus naturellement.
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 8 sur 8
Question ouvertePour l’atome d’hydrogène, En = − eV. Calcule la longueur d’onde du photon émis lors de la transition du niveau 4 au niveau 2, et indique son domaine.
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