C.3.3. relation de planck

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Published on February 20, 2014

Author: stanbul2000

Source: slideshare.net

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PHYKÊMIA Pour se préparer L’ESSENTIEL 2 1èreS Chap.3 : Sources de lumière colorée. Échanges d’énergie entre lumière et matière : Relation de Planck-Einstein P. Bellanca-Penel, Lycée Ampère.

Spectres d’absorption et d’émission des éléments chimiques absorption émission Hg Na

Profil spectral des «corps noirs»

h 1900

Les échanges d’énergie entre la lumière et la matière sont DISCRETS

Quantum (paquet) d’énergie Constante de Planck h.ν fréquence de l’onde lumineuse

Quantum (paquet) d’énergie h.ν h = 6,63. 0 1 −34 J.s L’énergie d’un quantum de lumière est proportionnelle à sa fréquence

0,00000000000 0000000000000 000000000663

Quantum d’énergie ΔE = h.ν

Quantum d’énergie c ΔE = h.ν = h λ

Quantum d’énergie Vitesse de la lumière (m/s) c ΔE = h.ν = h λ Joule (J) Longueur d’onde de la radiation (m)

Du Joule (J) à l’électron-volt(eV), une unité d’énergie adaptée h = 6,63. 0 1 −34 J.s ΔE = h.ν

Du Joule (J) à l’électron-volt(eV), une unité d’énergie adaptée h = 6,63. 0 1 −34 J.s ΔE = h.ν 1eV = 1,6.10 −19 J Les énergies des atomes sont de l’ordre de grandeur de l’électron-volt (eV), ce qui en fait une unité bien adaptée au domaine atomique.

l’énergie des atomes La première révolution quantique.

électrons noyau couches électroniques 1913

E L’énergie des atomes est quantifiée

E diagramme d’énergie d’un atome 3 niveaux d’énergie excités 2 1 niveau d’énergie fondamental

E4 E3 E2 -13,6 Energies de l’atome d’hydrogène E (eV) 0 -0,85 -1,51 -3,40 E1 Nb : Les atomes possèdent une énergie négative (qui modélise le fait que ce sont des «systèmes liés»)

Interaction lumière-matière E (eV) E2 E1

Interaction lumière-matière E (eV) E2 E1 E (photon)

Interaction lumière-matière E (eV) E2 E1 Si E photon = E2 − E1

Interaction lumière-matière E (eV) Absorption E2 E1 Si E photon = E2 − E1

Interaction lumière-matière E (eV) E (eV) E2 E2 E1 E1

Interaction lumière-matière E (eV) E (eV) E2 E1 E1 Emission E2

Interaction lumière-matière E (eV) E (eV) E2 E1 E1 Emission E2

Interaction lumière-matière E (eV) E (eV) E2 E1 E1 Emission E2 E photon = E2 − E1

Interaction lumière-matière E (eV) E (eV) E2 E1 Emission Absorption E2 E1 Si E photon = E2 − E1 E photon = E2 − E1

Comment calculer la longueur d’onde de la radiation absorbée ou émise ? Vitesse de la lumière c ΔE = h.ν = h λ Longueur d’onde de la radiation

Interaction lumière-matière E (eV) hc E (eV) λ= E2 − E1 E2 E1 Emission Absorption E2 E1 Si E photon = E2 − E1 E photon = E2 − E1

Interaction lumière-matière E (eV) hc E (eV) λ= (m) E2 − E1(J) E2 E1 Emission Absorption E2 E1 Si E photon = E2 − E1 E photon = E2 − E1

Interprétation des spectres atomiques

Exemple de la raie H α de l'hydrogène E (eV) 0 -0,85 -1,51 -3,40 E4 E3 E2 -13,6 E1 434 nm 410 nm 486 nm 658 nm

Exemple de la raie H α de l'hydrogène E (eV) 0 -0,85 -1,51 -3,40 E4 E3 E2 434 nm 410 nm 486 nm hc hc λ= = ΔE E3 − E2 -13,6 E1 658 nm

Exemple de la raie H α de l'hydrogène E (eV) 0 -0,85 -1,51 -3,40 E4 E3 E2 434 nm 410 nm 486 nm 658 nm −34 8 hc hc 6.63. 0 .3. 0 1 1 λ= = = −19 ΔE E3 − E2 (−1,51+ 3, 40).1,6.10 -13,6 E1

Exemple de la raie H α de l'hydrogène E (eV) 0 -0,85 -1,51 -3,40 E4 E3 E2 434 nm 410 nm 486 nm 658 nm −34 8 6.63. 0 .3. 0 1 1 −7 λ= = 6,58.10 m −19 (−1,51+ 3, 40).1,6.10 -13,6 E1

Exemple de la raie H α de l'hydrogène E (eV) 0 -0,85 -1,51 -3,40 E4 E3 E2 Hα 434 nm 410 nm 486 nm 658 nm −34 8 6.63. 0 .3. 0 1 1 −7 λ= = 6,58.10 m −19 (−1,51+ 3, 40).1,6.10 -13,6 E1 Plus la transition énergétique est grande, plus la longueur d’onde de la radiation abs ou émise est petite

A très bientôt sur PHYKHÊMIA

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