Leçon : Transitions électroniques entre niveaux d’énergie Physique

Dans cette leçon, nous allons apprendre comment calculer l’énergie du photon absorbé ou libéré lorsqu’un électron passe d’un niveau d’énergie atomique à un autre.

Plan de la leçon

Les élèves pourront

rappeler que le niveau d’énergie auquel se trouve un électron est désigné par le nombre quantique principal, ,
rappeler que la plus petite valeur possible pour vaut 1, et que cela représente les électrons les plus liés,
rappeler que l’état est appelé état fondamental,
rappeler que augmente pour des niveaux d’énergie plus élevés, et que plus la valeur de est grande, moins un électron est fortement lié,
rappeler que l’expression transition électronique entre niveaux d’énergie désigne le fait qu’un électron se déplace entre deux niveaux d’énergie,
calculer la différence d’énergie entre deux niveaux d’énergie étant donnée l’énergie associée à chaque niveau d’énergie,
calculer la fréquence ou la longueur d’onde du photon émis ou absorbé en fonction des niveaux d’énergie entre lesquels transite un électron (en utilisant ),
rappeler que certains ensembles de transitions portent des noms (p. ex. série de Lyman, série de Balmer, série de Paschen).

Présentation de la leçon

Vidéo de la leçon

Fiche explicative de la leçon

Feuille d'activités de la leçon

Q1:

Le schéma illustre quatre transitions possibles qu'un électron peut effectuer entre les niveaux d'énergie d'un atome d'hydrogène. Quel est le nom donné à cette série de transitions ?

Q2:

Le diagramme ci-dessous illustre le spectre d'émission de l'hydrogène dans la partie visible du spectre électromagnétique. Le tableau indique les énergies de liaison correspondant aux différents niveaux d'énergie d'un atome d'hydrogène.

Entre quels niveaux d'énergie un électron doit-il transitionner afin de générer la raie d'émission représentée sur le diagramme ?

Q3:

Le diagramme représente l'énergie de liaison de chaque niveau d'énergie d'un atome d'hydrogène. Si un électron est à l'état fondamental, quelle fréquence de photon doit-il absorber pour passer au niveau d'énergie ? On utilisera une valeur de eV⋅s pour la constante de Planck. On donnera la réponse en écriture scientifique arrondie au centième.