undefined - Fiche de révision Afterclasse

Distinguer une source polychromatique d’une source monochromatique

Parmi les spectres ci-dessous, quels spectres correspondent à la lumière d’une source polychromatique ?

0

Observer les différents spectres

1

Repérer les spectres continus

Les spectres A et C sont des spectres continus : ils sont obligatoirement polychromatiques.

2

Compter les raies sur un spectre de raies

Un spectre monochromatique n’a qu’une seule raie d’émission : c’est le spectre D.

3

Répondre à la question posée

Les spectres qui correspondent à la lumière d’une source polychromatique sont les spectres A, B et C.

Utiliser les relations $c=\lambda \ \nu$ et $E=h \ \nu$ pour exploiter un diagramme de niveaux d’énergie

On donne une partie du diagramme de niveaux d’énergie du sodium. Déterminer la longueur d’onde correspondant au rayonnement émis lorsque l’atome passe du niveau

n_3

à

N_1

en émettant un photon.

0

Observer le diagramme

1

Déterminer l’énergie en électronvolt de la transition électronique

L’écart d’énergie entre les niveaux correspond à la différence entre les niveaux

n_3

à

N_1

est :

\left | {E_{3}-E_{1}} \right |=\left | {-1,94-(-5,14)} \right |=\left |3,2\right |=3,2 \ eV

.

2

Convertir cette énergie en joules

On sait que $1 \ eV =1,60.10^{-19} \ J$ .
On a donc $\left | {E_{3}-E_{1}} \right |=3,2 eV=3,2\times1,60\times10^{-19}=5,12\times10^{-19} \ J$ .

3

Calculer l’énergie du photon émis

L’énergie calculée correspond à l’énergie du photon émis.

4

Calculer la longueur d’onde de l’onde électromagnétique associée à ce photon

$\left | {E_{3}-E_{1}} \right |=E_{photon}=h\nu=\frac{hc}{\lambda}$

c’est-à-dire $E_{photon}=\frac{hc}{\lambda}$

D’où : $\lambda=\frac{hc}{E_{photon}}$
Application numérique :

$\lambda=\frac{6,63.10^{-34}\times 3,00.10^{8}}{5,12.10^{-19}}=3,88.10^{-07} \ m$
$\lambda=388.10^{-09}$ m $=388 \ nm$

Remarque : le photon émis appartient au domaine du proche UV.

Exploiter la loi de Wien, son expression étant donnée

On donne le profil spectral d’une étoile.
Il s’agit ici de l’étoile SDSS J001820.5–093939.2.
En déduire la température de la surface de cette étoile à partir de son profil spectral.

0

Observer le profil spectral de l'étoile SDSS J001820.5–093939.2.

1

Tracer l’allure globale du profil spectral

On trace l’allure globale du profil sans tenir compte des raies d’absorption.

2

Repérer le maximum l’émission et la longueur d’onde correspondante

On repère le maximum d’émission et la longueur d’onde correspondante.

3

Utiliser la loi de Wien
Déterminer la température externe de l’astre

On calcule avec la loi de Wien la température correspondante :

$T=\frac{2,898.10^{-3}}{\lambda_{max}}$
$T=\frac{2,898.10^{-3}}{5800.10^{-10}}=5,0.10^{3} \ K$

La température de surface du corps chaud est voisine de 5000 $K$ .