ECOLE NATIONALE POLYTECHNIQUE Département des Classes Préparatoires Année universitaire 2021/2022 12/12/2021, 1ére Année CP Interrogation Chimie 1 Durée : 1h Exercice 1 : On considère une source du spectrographe de masse de Bainbridge qui émet des ions 6Li++, 7 ++ Li . Les ions pénètrent ensuite dans le filtre de vitesse ou règnent une induction magnétique B1 et un champ électrique orthogonaux. Les ions sont soumis ensuite dans l’analyseur à une induction magnétique B2 égale en intensité à B1. 1- Calculer les rayons des trajectoires des ions dans l’analyseur 2- Calculer la distance d’impact d de ces ions sur la plaque photographique. Données : B1=5.10-2T, E=2408v.m-1, e=1,6.10-19C , m (6Li) = 6 uma, m (7Li) = 7uma Exercice 2 : Deux radiations, l'une orange de longueur d'onde λ1 = 0,60 µm, l'autre rouge de longueur d'onde λ2 = 0,75 µm éclairent successivement une cellule photoélectrique à vide à cathode de césium dont le seuil photoélectrique est λ0 = 0,66 µm. 1) Calculer en joule et en électronvolt l’énergie nécessaire à l’extraction d'un électron de la cathode. 2) Dans quel cas observe-t-on l'effet photoélectrique ? Calculer dans ce cas, l'énergie cinétique maximale d'un électron expulsé par la cathode. En déduire sa vitesse maximale. Données : h = 6,62.10-34J.s 1ev=1,6.10-19J c=3.108m.s-1 RH=1,1.107m-1 me= 9.1 10-31 kg. Exercice 3: A) Dans le spectre d’émission de l’atome d’hydrogène on considère deux transitions, la raie limite la plus énergétique dans la série de de Brackett et la raie limite la moins énergétique dans la série Pfund. 1 - Représenter le diagramme correspondant à ces deux transitions. 2 - Calculer les longueurs d’onde de ces deux transitions (en nanomètre). B) 1- calculer la fréquence du rayonnement qui accompagne la transition de l’électron d’un atome d’hydrogène de l’état excité n = 6 à l’état n = 2. A quelle série du spectre d’émission de l’atome appartient ce rayonnement ? Préciser le domaine spectral. 2. Quelle est l’énergie dégagée lorsque l’électron revient dans son état fondamental (l’état initial étant n =2) ? C) 1- Retrouver le numéro atomique Z d’un ion hydrogénoide, sachant que l’énergie de son 3éme état excité correspond à celle du premier état excité de l’atome d’hydrogéne. 2- Cet ion hydrogénoide, initialement à l’état fondamental, reçoit une radiation de fréquence 13,15.1015s-1. Quel niveau d’énergie atteindra son électron. Données : h = 6,62.10-34J.s 1ev=1,6.10-19J c=3.108m.s-1 RH=1,1.107m-1 1/1
