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INSA Rouen structure de la matière 2003 TC

3 pages
I.N.S.A. 1 Lundi 10 novembre 2003 I.S U.V.C1 (1h 30) STRUCTURE DE LA MATIERE SANS CALCULATRICE ET SANS DOCUMENTS EXERCICE 1 copie n°1 On donne en annexe : - une partie du spectre d'émission de l'atome d'hydrogène donnant les longueurs d'onde des raies observées – le diagramme des énergies de l'atome d'hydrogène tracé à l'échelle 1cm ≈1eV. notations utilisées : longueur d'onde λ λ λ λ λ λ λ λ1 2 3 4 5 6 7 8en nm 97.3 102.6 121.6 410.2 434.0 486.1 656.3 954.6 1) Pourquoi observe-t-on un spectre discontinu ? ère ère2) Identifiez la 1 raie de la série de Balmer, la 1 raie de la série de Lyman. A quelle série appartient la raie de longueur d'onde λ ? 8 3) Donner la valeur de l'énergie fondamentale de l'atome d'hydrogène. Donner l'expression des sept premières énergies possibles de l'atome d'hydrogène en fonction de cette énergie fondamentale. 4) Sur le diagramme, tracé à l'échelle 1cm = 1eV, donné en annexe, 4a) nommez tous les niveaux d'énergie représentés 4b) indiquez les transitions énergétiques correspondant aux longueurs d'onde du tableau. Justifiez votre réponse sans faire de calcul. On notera E l'énergie du photon λph i i 5) Donner l'expression de la longueur d'onde limite maximale de la série de Lyman. 6) On veut observer le spectre d'une étoile. 6a) Donner le schéma simplifié du montage. 6b) Dans le spectre obtenu ( raies noires sur fond coloré), on observe des raies presque identiques à celles de ...
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I.N.S.A. 1Lundi 10 novembre 2003 I.S U.V.C1(1h 30) STRUCTURE DE LA MATIERESANS CALCULATRICE ET SANS DOCUMENTS EXERCICE 1 copie n°1 On donne en annexe : - une partie du spectre d'émission de l'atome d'hydrogène donnant les longueurs d'onde des raies observées – le diagramme des énergies de l'atome d'hydrogène tracé à l'échelle 1cm1eV. notations utilisées : longueur d'ondeλ1λ2λ3λ4λ5λ6λ7λ8 en nm97.3 102.6121.6 410.2 434.0 486.1 656.3 954.6 1)Pourquoi observe-t-on un spectre discontinu ? ère ère 2)raie de la série de Lyman. A quelle série appartient laIdentifiez la 1raie de la série de Balmer, la 1 raie de longueur d'ondeλ8?3)Donner la valeur de l'énergie fondamentale de l'atome d'hydrogène. Donner l'expression des sept premières énergies possibles de l'atome d'hydrogène en fonction de cette énergie fondamentale. 4)Sur le diagramme, tracé à l'échelle 1cm = 1eV, donné en annexe, 4a)nommez tous les niveaux d'énergie représentés 4b)indiquez les transitions énergétiques correspondant aux longueurs d'ondedu tableau.Justifiez votre réponse sans faire de calcul. On notera Eph il'énergie du photonλi 5)Donner l'expression de la longueur d'onde limite maximale de la série de Lyman. 6)On veut observer le spectre d'une étoile. 6a)Donner le schéma simplifié du montage. 6b)Dans le spectre obtenu ( raies noires sur fond coloré), on observe des raies presque identiques à celles de l'hydrogène, mais décalées vers le rouge. Quels renseignements nous donnent ces observations ? EXERCICE 2 copie n°2 A)Étude d'un électron caractérisé par n = 3. A1)Quelle est la signification de n ? A2)Sur quelle couche électronique se trouve cet électron ? 9 A3)Cet électron appartient à l'atome hydrogénoïde de noyauBe. Donner la formule de cet atome 4 hydrogénoïde. Exprimerson énergie en fonction de l'énergie fondamentale de H.
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