Transcription de la vidéo
Le diagramme montre la transition d’un électron dans un atome d’hydrogène de 𝑛 égal à deux à 𝑛 égal à un, émettant un photon en le faisant. Quelle est l’énergie du photon en électron-volts? Donnez votre réponse à une décimale près. Quelle est l’énergie du photon en joules? Donnez votre réponse en notation scientifique à deux décimales.
Les réponses aux deux parties de cette question exprimeront la même quantité mais dans différentes unités de mesure. C’est-à-dire, elles seront écrites avec différentes unités d’énergie. Commençons par la première partie et calculons l’énergie du photon en électron-volts. Eh bien, parce que l’électron est en train de passer à un niveau inférieur, il doit libérer d’énergie. Et cette énergie est transférée par l’émission d’un photon. Rappelons que la différence d’énergie entre les niveaux initial et final de l’électron, que nous appelons 𝛥𝐸, correspond, ou a la même valeur, que l’énergie du photon émis.
Nous pouvons calculer 𝛥𝐸 et donc l’énergie du photon en soustrayant l’énergie de liaison au niveau un de l’énergie de liaison au niveau deux. Ces valeurs sont données dans le diagramme, remplaçons-les donc. Et nous avons 𝛥𝐸 égal à moins 3,40 électron-volts moins moins 13,6 électron-volts, ce qui, à une décimale près, est 10,2 électron-volts. Il s’agit de l’énergie retirée de l’électron au moyen du photon. Par conséquent, l’énergie du photon est de 10,2 électron-volts.
Ensuite, passons à la deuxième partie de la question, il suffit simplement de convertir l’énergie du photon des électrons-volts en joules. Pour ce faire, rappelez-vous qu’un électron-volt est égal à 1,60 fois 10 à la puissance moins 19 joules. Ainsi, nous pouvons multiplier l’énergie du photon que nous avons trouvée précédemment par ce facteur de conversion, qui lui-même est égal à un, et annuler les unités d’électron-volts. Ensuite, en utilisant une calculatrice, nous obtenons 1,6320 fois 10 moins 18 joules. Cette valeur est déjà en notation scientifique, il suffit donc de l’arrondir à deux décimales. Et ainsi, l’énergie du photon est de 1,63 fois 10 à la puissance moins 18 joules.
À ce stade, nous pourrions remarquer à quel point il est plus facile de travailler avec un nombre comme 10,2 que 1,63 fois 10 à la puissance moins 18. C’est une bonne illustration de la façon dont il peut être plus pratique d’utiliser des électron-volts que des joules dans certains contextes, bien qu’ils mesurent tous deux l’énergie et que les deux valeurs que nous avons calculées soient équivalentes. Nous avons donc vu comment exprimer l’énergie du photon émis en utilisant à la fois des électrons-volts et des joules.
