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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= ℎ𝑐
• 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)
− 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
= RH ( 1
𝑛𝑖
2 - 1
𝑛𝑓
2) avec nf > ni
Dans le cas d’un ion hydrogénoïde : 1
= RH Z2 ( 1
𝑛𝑖
2 - 1
𝑛𝑓
2) avec nf > ni
Un ion hydrogénoïde est un atome qui a perdu tous ses électrons sauf 1. On le note 𝑿(𝒁−𝟏)+
𝒁
𝑨
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)
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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 trois possibilités :
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 et l'autre partie est conservée par l'électron sous forme d'énergie
cinétique qui permet à ce dernier de se déplacer
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