Flashcards : Rayonnement et spectre de l’hydrogène — 40 cartes

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1Question

Qu'est-ce qu'une onde en physique ?

Réponse

Une onde est la propagation d'un signal ou d'une perturbation transportant de l'énergie sans matière.

2Question

Qu'est-ce qu'une onde progressive périodique ?

Réponse

C'est une perturbation qui se propage et se répète à intervalles réguliers en un point.

3Question

Que représente la longueur d'onde λ ?

Réponse

La distance entre deux maxima successifs de l'onde à un instant donné.

4Question

Quelle est la relation entre fréquence ν et période T ?

Réponse

La fréquence est l'inverse de la période, soit ν=1T\nu=\frac{1}{T}.

5Question

Comment définit-on la lumière en termes d'onde ?

Réponse

La lumière est une onde progressive périodique électromagnétique avec champs électrique et magnétique oscillants.

6Question

Quelle est la valeur approchée de la célérité de la lumière dans le vide ?

Réponse

Elle est approximativement égale à 3×1083 \times 10^{8} m/s.

7Question

Quelle est la valeur exacte de la célérité de la lumière dans le vide ?

Réponse

Elle vaut exactement 299 792 458 m/s.

8Question

Quelle relation lie la célérité c, la longueur d'onde λ et la fréquence ν dans le vide ?

Réponse

On a c=λν=λTc=\lambda \nu=\frac{\lambda}{T}.

9Question

Qu'est-ce qu'une lumière monochromatique ?

Réponse

Une lumière composée d'ondes électromagnétiques de même fréquence ou longueur d'onde.

10Question

Quelle est la nature des sources de lumière monochromatique ?

Réponse

Les lasers sont des sources de lumière monochromatique.

11Question

Quand observe-t-on la diffraction d'une onde ?

Réponse

Lorsqu'une onde rencontre un obstacle de dimension comparable à sa longueur d'onde.

12Question

Que se passe-t-il lors de la diffraction ?

Réponse

L'onde cesse de se propager en ligne droite.

13Question

Que sont les interférences en optique ?

Réponse

La superposition de deux ondes de même fréquence et cohérentes.

14Question

Que signifie que deux ondes sont cohérentes ?

Réponse

Que leur différence de phase est constante.

15Question

Qu'impose la fréquence du rayonnement pour produire l'effet photoélectrique ?

Réponse

La fréquence doit dépasser une fréquence seuil ν°.

16Question

Que se passe-t-il si la fréquence ν est inférieure à la fréquence seuil ν° ?

Réponse

Aucun électron n'est émis quel que soit l'intensité du rayonnement.

17Question

Comment varie l'énergie cinétique des électrons avec la fréquence au-delà de ν° ?

Réponse

Elle augmente linéairement avec la fréquence.

18Question

L'énergie cinétique des électrons dépend-elle de l'intensité du rayonnement ?

Réponse

Non, elle est indépendante de l'intensité.

19Question

Qu'est-ce qu'un photon ?

Réponse

Une particule de masse et charge électrique nulles portant un quantum d'énergie.

20Question

Quelle est la formule de l'énergie d'un photon ?

Réponse

Ephoton=hν=hcλE_{photon}=h\nu=\frac{hc}{\lambda}

21Question

Quelle est la valeur exacte de la constante de Planck ?

Réponse

6,626 070 15 × 10⁻³⁴ J·s.

22Question

Quelle valeur approchée est retenue pour la constante de Planck ?

Réponse

7 × 10⁻³⁴ J·s.

23Question

Qu'est-ce que l'énergie en physique ?

Réponse

Une grandeur physique exprimée en joules qui caractérise l'état d'un objet.

24Question

Quelle est la formule de l'énergie cinétique d'un objet ?

Réponse

Ec=12mV2E_c=\frac{1}{2}mV^2

25Question

Que fait un photon avec son énergie lorsqu'il interagit avec la matière ?

Réponse

Il cède soit aucune énergie et poursuit son chemin, soit toute son énergie et disparaît.

26Question

Quelle équation exprime la conservation de l'énergie dans l'effet photoélectrique ?

Réponse

Ephoton+EL=EcE_{photon}+E_L=E_c

27Question

Que vaut l'énergie de liaison à la fréquence seuil ν\nu^\circ ?

Réponse

EL=hνE_L=-h\nu^\circ

28Question

Que postule le principe de dualité onde-particule ?

Réponse

À toute particule est associée une onde et inversement.

29Question

Comment une lampe à hydrogène produit-elle de la lumière ?

Réponse

En appliquant une différence de tension entre deux électrodes dans un tube de dihydrogène.

30Question

Que représente le spectre d’émission d’une source lumineuse ?

Réponse

L’intensité lumineuse en fonction de l’énergie, fréquence ou longueur d’onde des photons.

31Question

Qu’est-ce qu’un spectre de raies ?

Réponse

Un spectre avec des variations brutales d’intensité pour des valeurs discrètes d’énergie, longueur d’onde ou fréquence.

32Question

Quelles longueurs d’onde apparaissent dans le spectre visible de l’hydrogène ?

Réponse

Des raies proches de 650-660 nm, 480-490 nm et 430-440 nm.

33Question

Quelle est l’intensité relative de la raie vers 430-440 nm dans le spectre d’hydrogène ?

Réponse

Environ 40 % de celle des raies vers 480-490 nm ou 650-660 nm.

34Question

Qu'est-ce qu'une série spectroscopique ?

Réponse

Un ensemble de raies du spectre de l’hydrogène dont les positions se rapprochent en diminuant la longueur d’onde.

35Question

Dans quel domaine se situe la série de Balmer ?

Réponse

Dans le domaine visible.

36Question

Quelle est la première raie de la série de Balmer en nm ?

Réponse

656,3 nm.

37Question

Quelle relation vérifient les longueurs d’onde des raies de l’hydrogène ?

Réponse

1λ=R(1n121n22)\frac{1}{\lambda}=R_\infty\left(\frac{1}{n_1^2}-\frac{1}{n_2^2}\right) avec n2>n1>0n_2>n_1>0.

38Question

À quelles valeurs de n1n_1 correspondent les séries de Lyman, Balmer, Paschen, Brackett et Pfund ?

Réponse

Respectivement n1=1,2,3,4n_1=1, 2, 3, 4 et 55.

39Question

Quelle formule relie la variation d’énergie d’un atome à l’émission d’un photon ?

Réponse

ΔE=Ephoton=hcλ\Delta E=E_{photon}=\frac{hc}{\lambda}.

40Question

Comment s’expriment les variations d’énergie quantifiées de l’atome d’hydrogène ?

Réponse

ΔE=hcR(1n121n22)\Delta E=hcR_\infty\left(\frac{1}{n_1^2}-\frac{1}{n_2^2}\right) avec n2>n1>0n_2>n_1>0.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 22 questions sur Rayonnement et spectre de l’hydrogène.

1. Quelle propriété caractérise une onde lors de sa propagation dans un milieu ?

2. Quelle grandeur correspond à la distance entre deux maxima successifs d’une onde à un instant donné ?

Faire le QCM →

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