QCM : Lumière, photons et niveaux d’énergie (8 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quel état atomique possède l’énergie la plus faible et la plus grande stabilité ?

Un état excité
L’état fondamental
Un état ionisé
Un état métastable

L’état fondamental

Explication

L’état fondamental correspond au niveau d’énergie le plus bas et à l’état le plus stable de l’atome. Un état excité possède au contraire une énergie supérieure à celle de cet état.

2. Quelle propriété décrit correctement les niveaux d’énergie d’un atome ?

Ils sont quantifiés et propres à chaque atome
Ils sont identiques pour tous les éléments chimiques
Ils dépendent principalement de la quantité de lumière reçue
Ils varient continûment selon la température de l’atome

Ils sont quantifiés et propres à chaque atome

Explication

L’énergie atomique ne peut prendre que certaines valeurs quantifiées, caractéristiques de l’atome considéré. Une variation continue de l’énergie ne décrit donc pas les niveaux électroniques atomiques.

3. Un atome passe d’un niveau d’énergie Ei=2 eVE_i = 2\,\text{eV} à un niveau Ef=5 eVE_f = 5\,\text{eV}. Quelle est la variation d’énergie ΔE\Delta E ?

−7 eV-7\,\text{eV}
−3 eV-3\,\text{eV}
+7 eV+7\,\text{eV}
+3 eV+3\,\text{eV}

$$+3\,\text{eV}$$

Explication

La variation se calcule par ΔE=Ef−Ei\Delta E = E_f - E_i, donc ΔE=5−2=+3 eV\Delta E = 5 - 2 = +3\,\text{eV}. Une transition vers un niveau supérieur produit ainsi une variation positive, contrairement à une descente énergétique.

4. Que se produit-il lorsqu’un électron passe spontanément d’un niveau d’énergie élevé à un niveau plus bas ?

L’atome transforme le photon en électron
L’atome absorbe un photon
L’atome émet un photon
L’atome acquiert une charge positive

L’atome émet un photon

Explication

La diminution de l’énergie de l’électron est libérée sous forme d’un photon émis par l’atome. Une transition vers un niveau plus élevé correspond plutôt à une absorption d’énergie.

5. Dans le modèle corpusculaire de la lumière, qu’est-ce qu’un photon ?

Une onde électromagnétique caractérisée par une amplitude
Une perturbation électrique et magnétique sans énergie
Une particule de lumière sans masse portant une énergie
Une particule matérielle chargée se déplaçant dans le vide

Une particule de lumière sans masse portant une énergie

Explication

Un photon est un corpuscule de lumière de masse nulle, caractérisé notamment par une fréquence, une longueur d’onde et une énergie. Une onde électromagnétique décrit l’autre modèle de la lumière, tandis qu’un photon n’est pas une particule matérielle chargée.

6. Dans le vide, comment la longueur d’onde λ\lambda d’une radiation est-elle liée à sa fréquence ν\nu ?

Elle est donnée par λ=cν\lambda = \frac{c}{\nu}
Elle est donnée par λ=νc\lambda = \frac{\nu}{c}
Elle est donnée par λ=1cν\lambda = \frac{1}{c\nu}
Elle est donnée par λ=cν\lambda = c\nu

Elle est donnée par $$\lambda = \frac{c}{\nu}$$

Explication

La longueur d’onde et la fréquence sont reliées par λ=cν\lambda = \frac{c}{\nu}, où cc désigne la vitesse de la lumière. L’expression λ=cν\lambda = c\nu inverse la dépendance entre ces deux grandeurs.

7. Quel est le rôle de la quantification de l’énergie dans la description d’un atome ?

Elle indique que l’atome ne peut posséder que certaines valeurs d’énergie propres
Elle indique que l’énergie atomique dépend principalement de la température extérieure
Elle indique que chaque électron possède une énergie identique dans toute orbitale
Elle indique que l’atome peut posséder toutes les valeurs d’énergie possibles

Elle indique que l’atome ne peut posséder que certaines valeurs d’énergie propres

Explication

La quantification signifie que l’énergie d’un atome ne peut prendre que certaines valeurs discrètes, propres à cet atome. L’énergie n’est donc pas continue, et les électrons ne possèdent pas nécessairement la même énergie selon leur orbitale.}]} jingï񟟂

8. Quelle distinction caractérise une transition d’émission par rapport à une transition d’absorption entre deux niveaux d’énergie atomiques ?

L’émission relie des niveaux accessibles sur un diagramme, tandis que l’absorption relie des niveaux absents du diagramme.
L’émission concerne un changement de fréquence, tandis que l’absorption concerne un changement de masse de l’atome.
L’émission accompagne la descente vers un niveau moins énergétique, tandis que l’absorption accompagne la montée vers un niveau plus énergétique.
L’émission accompagne la montée vers un niveau plus énergétique, tandis que l’absorption accompagne la descente vers un niveau moins énergétique.

L’émission accompagne la descente vers un niveau moins énergétique, tandis que l’absorption accompagne la montée vers un niveau plus énergétique.

Explication

Une transition d’émission se produit lorsque l’électron passe d’un niveau élevé à un niveau plus bas, avec émission d’un photon, tandis que l’absorption correspond à un apport d’énergie permettant d’atteindre un niveau supérieur. Les deux processus concernent toutefois des changements entre niveaux d’énergie atomiques et non des modifications de la masse de l’atome.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 8 flashcards sur Lumière, photons et niveaux d’énergie.

Qu'est-ce que l'état fondamental d'un atome ?

L'état de plus basse énergie et le plus stable d'un atome.

Que représente une transition entre niveaux d'énergie dans un atome ?

Un changement d'énergie accompagné d'absorption ou d'émission d'un photon.

Quelle formule exprime la variation d'énergie entre deux niveaux atomiques ?

ΔE=Ef−Ei=hν\Delta E = E_f - E_i = h\nu.

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