Résumé des lois à retenir du chapitre I − La fréquence et la longueur d'onde d'une onde électromagnétique sont reliées à sa vitesse de déplacement par l'expression suivante : λν=c − Le diagramme d'énergie d'un atome représente les différents états définis dans la théorie des quanta selon laquelle un atome ne peut exister que dans certains états d'énergie bien définis. Ils sont représentés par des lignes horizontales, numérotées de n=1 à n=∞, avec, en ordonnée, les différents niveaux d'énergie auxquels elles correspondent. On note que En = −13,6 𝑛2 (eV) − Le quantum d'énergie, E, est relié à la fréquence, ν, par la relation : E= h= • E : énergie (J) • h : constante de Planck (h = 6,626 075 5.10–34 J.s) • ν : fréquence du rayonnement monochromatique (Hz) • λ : longueur d’onde (m) ℎ𝑐 − Lorsqu'un électron passe d'un niveau ni à un autre niveau nf , il émet ou absorbe de l'énergie qui est calculée par : ΔE= Ef – Ei = hν − Les longueurs d’onde émises ou absorbées par l’atome d’hydrogène sont données par la formule de Ritz-Rydberg : 1 Dans le cas d’un ion hydrogénoïde : = RH ( 1 𝑛𝑖2 1 - 1 2 𝑛𝑓 ) avec nf > ni 1 1 = RH Z2 (𝑛2 - 𝑛2 ) avec nf > ni 𝑖 𝑓 Un ion hydrogénoïde est un atome qui a perdu tous ses électrons sauf 1. On le note 𝑨𝒁𝑿(𝒁−𝟏)+ Exemple : Ion hydrogénoïde 3Li → 3Li2+ (possède qu'un seul électron) − Dualité onde-corpuscule Postulat de Broglie : La nature de la matière n'est pas que corpusculaire, mais est également ondulatoire. En effet, ce dernier émet l'hypothèse d'une dualité onde-corpuscule. Il affirme que toute matière possède une onde associée. Cette dualité est exprimée par l'équation suivante : • • h : constante de Planck = 6,62.10-34 J.s λ : longueur d'onde de Broglie (m) 1 Effet Photoélectrique Rayons lumineux (Photon) Electrons éjectés(Photoélectrons) Figure 1 : Expérience mettant en évidence l'effet photoélctrique Ephoton = Φ + Ec • Φ : travail de sortie ou travail d’extraction (J) • Ec : énergie cinétique de l’électron Quand l'électron du matériau absorbe un photon on peut avoir troispossibilités : Quand l'énergie du photon est inférieure au travail d'expulsion de l'électron, ceci correspond au fait que l'énergie du photon est insuffisante pour extraire un électron du métal→ absence de l'effet photoélectrique. Quand l'énergie du photon est égale au travail d'expulsion de l'électron, ceci suffit à arracher seulement un électron du métal, ainsi, la fréquence du photon est appelée fréquence seuil ν0. Quand l'énergie de photon est supérieure au travail d’expulsion de l'électron, l’électron reçoit l'énergie du photon, où une partie est utilisée pour arracher un électron du métal etl'autre partie est conservée par l'électron sous forme d'énergie cinétique qui permet à ce dernier de se déplacer 2
