Corrigés des exercices
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
Application numérique : λ = 4500.10
–10 m
E c ≈ 6.10 –20 J = 0,37 eV
v =
soit : v = 3,6.10 5 m.s –1
Vérification de l’hypothèse : v/c 0 ≈ 10 –3 : l’hypothèse du calcul est validée.
d) Pour que les électrons ne sortent pas, il faut porter la plaque à un potentiel U p positif. La
barrière d’énergie électrique ainsi créée (e × U p ) s’ajoute à W extr pour s’opposer au départ des
électrons. Si cette somme est supérieure ou égale à l’énergie E fournie par la radiation
lumineuse, la photoémission n’a pas lieu. Cela s’écrit :
e × U p + W extr ≥ E
soit : e × U p ≥ E c
U p ≥ 0,37 V
Ce qu’il faut retenir de l’exercice 1.1
z Les échanges d’énergie entre lumière et matière se produisent par quanta d’énergie hν et
obéissent à la loi de conservation de l’énergie.
z La vitesse des électrons émis par effet photoélectrique augmente avec la fréquence de la
radiation incidente, mais ne dépend pas de l’intensité lumineuse de cette dernière.
1.2* Émission et ionisation de l’hydrogène
a) Le nombre d’onde du rayonnement émis lors d’une transition électronique n′ → n de
l’atome d’hydrogène est obtenu par application de la formule 1.2.
Le nombre d’onde , la longueur d’onde λ, et la fréquence ν sont reliés par :
Donc :
Application numérique : n′ = 6 et n = 2, d’où :
soit : ν = 7,31.10
14 s
–1
Cette raie appartient à la série de Balmer (n = 2). Après la transition, l’atome n’a pas recouvré son
état fondamental, car le niveau d’énergie final n’est pas n = 1.
E c =
6,626.10
–34
× 3.10
8
10
–10
×
1
4500
−
1
5200
= 5,95.10
–20 J
(
)
2 × 5,95.10
−20
9,11.10
−31
1/ 2
(
)
1/2
ν
ν
ν =
1
λ
=
ν
c 0
ν = ν × c 0 = R H c 0
1
n
2
−
1
n'
2
( )
′
ν =1,096776.10
7
× 3.10
8
×
1
2
2
−
1
6
2
( )