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Plan de la leçon : Transitions électroniques entre niveaux d’énergie Physique

Ce plan de leçon comprend les objectifs, les prérequis et les exclusions de la leçon apprenant aux élèves à calculer l’énergie du photon absorbé ou libéré lorsqu’un électron passe d’un niveau d’énergie atomique à un autre.

Objectifs

Les élèves pourront

  • rappeler que le niveau d’énergie auquel se trouve un électron est désigné par le nombre quantique principal, 𝑛,
  • rappeler que la plus petite valeur possible pour 𝑛 vaut 1, et que cela représente les électrons les plus liés,
  • rappeler que l’état 𝑛=1 est appelé état fondamental,
  • rappeler que 𝑛 augmente pour des niveaux d’énergie plus élevés, et que plus la valeur de 𝑛 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 𝐸=𝑓),
  • rappeler que certains ensembles de transitions portent des noms (p. ex. série de Lyman, série de Balmer, série de Paschen).

Prérequis

Les élèves doivent être déjà familiarisés avec

  • l’idée que les électrons dans les atomes occupent des niveaux d’énergie discrets,
  • l’idée que lorsqu’un électron passe d’un niveau d’énergie plus élevé à un niveau d’énergie inférieur, un photon est émis,
  • l’idée qu’un électron peut passer d’un niveau d’énergie inférieur à un niveau d’énergie plus élevé en absorbant un photon,
  • l’electron volt (eV) en tant qu’unité d’énergie,
  • comment convertir entre joules (J) et electron volt (eV).

Exclusions

Les élèves ne couvriront pas

  • les autres nombres quantiques (𝑙, 𝑚, 𝑠),
  • les sous-couches,
  • la configuration des niveaux d’énergie pour des éléments autre que l’hydrogène,
  • la durée de vie moyenne à l’état excité,
  • la différence entre les émissions de photons stimulées et spontanées,
  • les origines en mécanique quantique des niveaux d’énergie discrets.

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