[PDF] 1 Probl`eme 1 Calculer la quantité de mouvement





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Comment calculer le nombre de protons neutrons et électrons dans

Le nombre atomique correspond au nombre de protons dans l'atome. 2) Pour calculer le nombre d'électrons calcule le nombre de protons. Il y a autant de protons 



Courant et tension dans un circuit électrique

n est le nombre d'électrons traversant la surface S 1) Pour I = 2 A calculer le débit d'électrons à travers la section S du fil ( c'est à dire le.



Chapitre 9 – Propriétés physiques ne = 1959x1023 cm-3 X = 3

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I = Aspects énergétiques des phénomènes électriques. Séquence

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Schéma de Lewis

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1 Probl`eme 1

Calculer la quantité de mouvement des photons de longueur d'onde de 750 nm et de 350 nm. `A quelle vitesse a) un électron et b) une molécule de dihydrog`ene 



Conditions dutilisation des versions électroniques des modules de

Le calcul des nombres d'oxydation » Comment calculer un nombre d'oxydation ? Pour calculer le nombre d'oxydation on attribue tous les électrons ...



Nombres quantiques et Orbitales Atomiques (OA)

Nombre quantique principal n ? 1 entier positif non nul



32 1. Daprès le document 2 le compteur électrique est constitué d

L'oxydation à l'anode produit des électrons qui circulent dans le fil Synthèse : le document 3 permet de calculer la masse de zinc formé à la cathode au.



1 Quantités chimiques - EPFL

Numéro atomique Z = nombre de protons du noyau Comme l’atome est globalement de charge nulle Z est aussi le nombre d’électrons protons neutrons électrons noyau nucléons 15 Numéro atomique Isotopes: Atomes de même numéro atomique différant uniquement par le nombre de neutrons du noyau

Comment calculer le nombre d’électrons dans un atome ?

La notation des nucléides peut aussi nous permettre de déterminer le nombre d’électrons dans un atome. Comme les atomes sont neutres, le nombre de protons, de charge positive, doit être égal au nombre d’électrons, de charge négative. Un atome de carbone a un numéro atomique de 6 et un nombre de masse de 12.

Comment trouvez-vous le nombre total d'électrons dans un ion ?

Pour déterminer le nombre total d'électrons, additionnez la charge au numéro atomique. Dans ce cas, il y a moins de protons que d'électrons. Par exemple, N 3- a une charge de -3, ce qui veut dire qu'il comporte 3 électrons de plus qu'un atome neutre de nitrogène. Le numéro atomique du nitrogène est 7, donc cet ion a 10 électrons.

Comment calculer le nombre d'électrons ?

Si la charge est positive, alors l'ion a perdu des électrons. Pour déterminer le nombre d'électrons restants, soustrayez la charge du numéro atomique. Dans ce cas, il y a plus de protons que d'électrons. Par exemple, Ca 2+ a une charge de +2, il a alors 2 électrons en moins qu'un atome neutre de calcium.

Comment trouvez-vous le nombre d'électrons dans une molécule ?

Pour trouver le nombre d'électrons, vous devez soustraire les charges supplémentaires du numéro atomique. Si l'ion est positif, le nombre des protons est supérieur à celui des électrons. Par exemple, la charge de Ca 2+ est égale à +2. Par conséquent, il a perdu 2 électrons par rapport à son état initial.

  • Past day

1 Probl`eme 1

1 Probl`eme 1

(Atkins Ch. 11.6a+b) 1.1

´Enonc´e

Calculer la quantit

´e de mouvement des photons de longueur d"onde de 750 nm et de 350 nm.`A quelle vitesse a) un

´electron et b) une mol´ecule de dihydrog`ene doivent-ils se d´eplacer pour avoir la mˆeme

quantit

´e de mouvement?

1.2 Solutions

Principe:Impulsion (quantit´e de mouvement) d"un photon de longueur d"onde p=h vitesse d"une particule d"impulsionp v=pm

Applications num

´eriques1.pour= 750nm:

p=6:6261034J:s750109m= 8:8351028J:s:m1= 8:8351028kg:m:s1 (a)m= 9:111031kg(pour un´electron): v=8:8351028kg:m:s19:111031kg= 969;8m:s1 (b)m= 2(1:67551027)kg(pour une mol´ecule deH2): v=8:8351028kg:m:s12(1:67551027)kg= 0:2636m:s12.pour= 350nm: p=6:6261034J:s350109m= 1:8931027J:s:m1= 1:8931027kg:m:s1 (a)m= 9:111031kg(pour un´electron): v=1:8931027kg:m:s19:111031kg= 2078:1m:s1 (b)m= 2(1:67551027kg(pour une mol´ecule deH2): v=1:8931027kg:m:s12(1:67551027)kg= 0:565m:s11

2 Probl`eme 2

(Atkins Ch. 11.7a) 2.1

´Enonc´e

L" ´energie requise pour l"ionisation d"un atome donn´e est3;441018J. L"absorption d"un photon de longueur d"onde inconnue ionise l"atome et ´ejecte un´electron`a une vitesse1;03106m:s1. Calculer la longueur d"onde du rayonnement incident.

2.2 Solutions

E cin=12mev2=hW=)=12mev2+Wh =c

Applications num

´eriques

=0:5(9:111031kg)(1;03106m:s1)2+ 3;441018J6:6261034J:s= 5:9211015s1(Hz) =2:998108m:s15:9211015s1= 50:63nm

3 Probl

`eme 3 (Atkins Ch. 11.9a + 10.9a) 3.1

´Enonc´e

Calculerl"

´energieparphotonetl"´energieparmoledephotonsd"unrayonnementdea)600 nm(rouge), b) 550 nm (jaune), c) 400 nm (bleu). Calculer la vitesse `a laquelle un atome H au repos serait acc´el´er´e s"il absorbait chacun des photons utilis

´es.

3.2 Solutions

E=h=hc;E=NavoE

Applications num

´eriques(a)= 600nm= 600109m= 6107m

E= 3:3111019J;E= 199kJ:mol1

(b)= 550nm= 550109m= 5:5107m

E= 3:6121019J;E= 217:5kJ:mol12

(c)= 400nm= 4107m

E= 4:9661019J;E= 299:1kJ:mol1

4 Probl

`eme 4 (Atkins Ch. 11.13a) 4.1

´Enonc´e

Le pic d"

´emission maximum du soleil se situe`a environ 480 nm;´evaluer la temp´erature de sa surface.

4.2 Solutions

La loi de Wien (elle n"est pas vue en classe, et n"est pas donn

´ee dans les notes de cours; prenez-en note

simplement) T max=hc5kB permet d"estimer la temp ´eratureTd"un corps noir`a partir demax. Pour le cas pr´esent,max= 480nm et l"on trouve T=hc5kBmax=(6:6261034J:s)(2:998108m:s1)5(1:381023J:K1)(480109m)= 5999K

5 Probl

`eme 5 (Atkins Ch. 11.13b) 5.1

´Enonc´e

Le pic d"

´emission maximum du fer chauff´e dans un four`a acier se situe`a environ 160 nnm;´evaluer la

temp

´erature de l"acier.

5.2 Solutions

T=hc5kBmax= 1798K

6 Probl

`eme 6 (Atkins Ch. 11.14a+b)3

6.1´Enonc´e

Les

´energies d"extraction du a) c´esium m´etallique et du b) rubidium m´etallique sont respectivement

12,4 eV et 2,09 eV. Calculer l"

´energie cin´etique et la vitesse des´electrons´eject´es par une radiation de 1)

700nm et 2) 300nm.

6.2 Solutions

E cin=12mev2=hW=hcW;si=hc> W

Applications num

´eriques

(a) PourCe(s),W= 12:4eV= 3:4291019J, et l"on trouve

1) pour= 700nm,h= 2:841019J < W. Aucune´emission´electronique ne serait possible.

2) pour= 300nm,h= 6:621019J > W.

E cin= 3:1931019J v=s2Ecinme= 837:3km:s1 (b) Pour Rb(s),W= 2:09eV= 3:3491019J. Encore une fois, on trouve

1) pour= 700nm,h= 2:841019J < W. Aucune´emission´electronique ne serait possible.

2) pour= 300nm,h= 6:621019J > W.

E cin= 3:2731019J v=s2Ecinme= 847:7km:s1

7 Probl

`eme 7 (Atkins Ch. 11.16a) 7.1

´Enonc´e

Calculer la longueur d"onde de de Broglie a) d"une masse de 1,0 g se d

´eplac¸ant`a1;0cm:s1, b)

100km:s1, c) d"un atome He circulant`a1000ms1.

7.2 Solutions

=hmv (a)m= 1:0103kg,v= 1:0102m:s1 = 6:6261029m4 (b)m= 1:0103kg,v= 100:10+3m:s1 = 6:6261036m (c)m= 6:6461027kg(masse de l"atome He),v= 1000m:s1 = 99:7pm

8 Probl

`eme 8 (Atkins Ch. 11.16b) 8.1

´Enonc´e

Calculerlalongueurd"ondededeBroglied"un

de potentiel (V) de a) 100 V, b) 1,0 kV, c) 100 kV.

8.2 Solutions

E cin=12mev2=p2me=eV=)p=mv=q2meeV =hmv=hp2meeV

Applications num

´eriques:

m e= 9:111031kg;e= 1:6091019C1.V= 100V,= 12: nm2.V= 1000V,= 38: pm3.V= 100kV,= 3:8pm

9 Probl

`eme 9 (Atkins Ch. 11.17a) 9.1

´Enonc´e

Calculer l"incertitude minimale sur la vitesse d"une balle de cricket de 500 g sachant qu"elle se trouve

a1;0md"un certain point d"une batte. Calculer l"incertitude minimale sur la position d"une balle de pistolet de 5,0 g sachant que sa vitesse est comprise entre350;00001m:s1et350;00000m:s1.5

9.2 Solution

(a) (v)min=hmx=1:0551034J:s(0:5kg)(1:0106m)= 2:111028m:s1 (b) (x)min=hmv=1:0551034J:s(5:103kg)(105m:s1)= 2:111027m

10 Probl

`eme 10 (Atkins Ch. 11.17b) 10.1

´Enonc´e

Un

´electron est enferm´e dans un espace`a une dimension dont la longueur est de l"ordre du diam`etre

d"un atome (environ 100 pm). Calculer l"incertitude minimale sur sa position et sur sa vitesse.

10.2 Solution

x=L= 100pm (v)min=hmx=1:0551034J:s(9:111031kg)(1:01010m)= 1:16106m:s1

11 Probl

`eme 11 (Atkins Ch. 11.18a) 11.1

´Enonc´e

Dans une exp

´erience de spectroscopie photo´electronique de rayons X, un photon de 150 pm de lon- gueur d"onde arrache un ´electron de la couche interne d"un atome, l"´electron´emerge`a la vitesse de

2;14107ms1. Calculer l"´energie de liaison de l"´electron.

11.2 Solution

E cin=12mev2=hcW=)W=hc12mev2

Applications num

´eriques

W= 1:1161015J6

12 Probl`eme 12

(Chang Ch. 14.2) 12.1

´Enonc´e

La fr

´equence de seuil pour une surface de zinc m´etallique est8;54x1014Hz. Calculer la quantit´e

d" ´energie minimale requise pour extraire un´electron de cette surface..

12.2 Solutions

W=h0

Applications num

´eriques

W= (6:6261034J:s)(8;541014s1) = 5:6591019J

13 Probl

`eme 13 (Chang Ch. 14.5) 13.1

´Enonc´e

Quelles sont la longueur d"onde associ

´ee`a a) un´electron se d´eplac¸ant`a1;50108cms1et b) une balle de tennis de 60 g se d

´eplac¸ant`a1500cm:s1?

13.2 Solutions

=hp=hmv (a)m= 9:111031kg,v= 1;50x108cm:s1= 1;50106m:s1 = 4:8491010m= 48:49nm (b)m= 60103kg,v= 1500cm:s1= 15m:s1 = 7:361034m

14 Probl

`eme 14 (Chang Ch. 14.6)7

14.1´Enonc´e

Une exp

´erience photo´electrique est effectu´ee en irradiant une surface propre de m´etal s´epar´ement par

un rayonnement laser `a 450 nm (bleu) et par un autre`a 560 nm (jaune). On mesure le nombre d"´electrons

eject´es et leur´energie cin´etique. Le mˆeme nombre de photons est transmis au m´etal par chacun des lasers,

et on sait que les deux fr ´equences utilis´ees sont sup´erieures`a la fr´equence de seuil du m´etal. Laquelle des deux rayonnements laser ´ejectera le plus d"´electrons du m´etal? laquelle produira des´electrons de plus grande

´energie cin´etique?

14.2 Solutions

Energie du photon de fr´equence:

E ph=h=hc Donc E ph(450nm)> Eph(560nm)

Energie cin´etique des´electrons´emis:

E cin=Ephh0 Donc E cin(450nm)> Ecin(560nm)

Comme les deux sources laser d

´elivre le mˆeme nombre de photons, elles produiront le mˆeme nombre d"

´electrons´emis.

15 Probl

`eme 15 (Chang Ch. 14.10) 15.1

´Enonc´e

L"incertitude sur la position d"un

´electron en orbite autour du noyau d"un atome est0;4°A. Quelle serait alors l"incertitude sur la vitesse de cet

´electron?

15.2 Solutions

vhmex=1:0551034J:s(9:111031kg)(0:41010m)= 2894km:s1

16 Probl

`eme 16 (Chang Ch. 14.11)8

16.1´Enonc´e

Une personne de 77 kg court

`a une vitesse de1;5ms1. a) Calculer l"impulsion et la longueur d"onde de de Broglie de cette personne. b) Quelle serait l"incertitude associ

´ee`a la position de la personne`a tout

instant donn ´e si l"incertitude mesur´ee sur son impulsion correspond`a une erreur relative de0;05 %? c) Pr

´edire les changement`a apporter aux r´esultats dans le cas hypoth´etique o`u la constante de Planck vaut

1Js.

16.2 Solutions

p=mv =hpxhp

Applications num

´eriques1.situation normale

p= (77kg)(1:5m:s1) = 115:5kg:m:s1 =6:6261034J:s115:5kg:m:s1= 5:7361036m x1:0551034J:s(0:05102)(115:5kg:m:s1)= 1:831033m2.sih= 1Js =1J:s115:5kg:m:s1= 8:658103m x(1: J:s=2)(0:05102)(115:5kg:m:s1)= 2:756m Ni la longueur d"onde de de Broglie (donc le caract `ere condulatoire) de la personne, ni l"incertitude sur sa position ne serait n

´egligeable dans ce cas.

17 Probl

`eme 17 (Chang Ch. 14.12) 17.1

´Enonc´e

Le ph

´enom`ene de diffraction peutˆetre observ´e lorsque la longueur d"onde est comparable en grandeur

a l"espacement entre deux fentes d"un r´eseau de diffraction. D´eterminez`a quelle vitesse une personne de

84 kg doit-elle traverser une porte de 1 m de largeur pour qu"un effet de diffraction soit observable,9

17.2 Solutions

=hmv=d()v=hmd

Applications num

´eriques

v=6:6261034J:s(84kg)(1m)= 7:8891036m:s110quotesdbs_dbs31.pdfusesText_37
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