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.
Les élèves seront capables de
Objectifs
- 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).
Conditions préalables
Les élèves devraient déjà bien connaître
- 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 traiteront pas
- les autres nombres quantiques (, , ),
- 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.