À retenir
Le rayonnement électromagnétique a à la fois une nature ondulatoire et corpusculaire (avec le photon) ; L. de Broglie associe une onde aux particules matérielles.
La théorie planétaire semi-quantique de Bohr donne les niveaux d’énergie exacts
de l’atome d’hydrogène et des ions hydrogénoïdes.
La théorie fondamentale non relativiste de la Mécanique est la Mécanique quantique
de Schrödinger.
Au moment cinétique orbital d’un électron et au moment cinétique intrinsèque
des particules sont associés respectivement un moment magnétique orbital et
un moment magnétique de spin. Un atome est soumis à des effets magnétiques
internes et éventuellement à un champ magnétique extérieur.
Le principe de Pauli, qui empêche à un même état quantique d’être occupé par plus
d’un électron explique la structure en couches des atomes à plusieurs électrons.
Exercices
Les solutions sont regroupées p. 626.
25.1 Photons
Combien de photons par seconde et par période de l’onde interviennent dans ces deux
cas :
a) émission de l’émetteur de radiodiffusion France Inter (l ≈ 1 852 m, P ≈ 2 000 kW) ?
b) traversée de la pupille de l’œil, d’aire S ≈ 50 mm
2 , pour l’intensité minimale
I ≈ 10
–10 W · m
–2 perçue (l ≈ 5,6 mm) ?
25.2 Ionisation du lithium
Calculer théoriquement l’énergie de troisième ionisation de l’atome de lithium Li.
25.3 Séparation entre les séries de raies d’un l’hydrogénoïde
Pour quels n les séries S n de raies d’un ion hydrogénoïde sont-elles bien séparées ?
25.4 Positronium
Pour le positronium, constitué d’un positron e
+ (masse m e de l’électron et charge e) et
d’un électron, calculer le rayon R 1 ’ de la première orbite de Bohr, l’énergie d’ionisation
W i ’ et la constante de Rydberg R’.
25.5 Mesure de coordonnées du moment cinétique de spin
On fait traverser trois appareils de type Stern et Gerlach situés l’un derrière l’autre par
un électron, afin de mesurer S z (on trouve S z > 0), S y (on trouve S y < 0) et de nouveau
S z . Donner, pour chaque mesure, la valeur de la coordonnée de
#–
S cherchée.
©
Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
509
“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 509 — #519
i
i
i
i
Le rayonnement électromagnétique a à la fois une nature ondulatoire et corpusculaire (avec le photon) ; L. de Broglie associe une onde aux particules matérielles.
La théorie planétaire semi-quantique de Bohr donne les niveaux d’énergie exacts
de l’atome d’hydrogène et des ions hydrogénoïdes.
La théorie fondamentale non relativiste de la Mécanique est la Mécanique quantique
de Schrödinger.
Au moment cinétique orbital d’un électron et au moment cinétique intrinsèque
des particules sont associés respectivement un moment magnétique orbital et
un moment magnétique de spin. Un atome est soumis à des effets magnétiques
internes et éventuellement à un champ magnétique extérieur.
Le principe de Pauli, qui empêche à un même état quantique d’être occupé par plus
d’un électron explique la structure en couches des atomes à plusieurs électrons.
Exercices
Les solutions sont regroupées p. 626.
25.1 Photons
Combien de photons par seconde et par période de l’onde interviennent dans ces deux
cas :
a) émission de l’émetteur de radiodiffusion France Inter (l ≈ 1 852 m, P ≈ 2 000 kW) ?
b) traversée de la pupille de l’œil, d’aire S ≈ 50 mm
2 , pour l’intensité minimale
I ≈ 10
–10 W · m
–2 perçue (l ≈ 5,6 mm) ?
25.2 Ionisation du lithium
Calculer théoriquement l’énergie de troisième ionisation de l’atome de lithium Li.
25.3 Séparation entre les séries de raies d’un l’hydrogénoïde
Pour quels n les séries S n de raies d’un ion hydrogénoïde sont-elles bien séparées ?
25.4 Positronium
Pour le positronium, constitué d’un positron e
+ (masse m e de l’électron et charge e) et
d’un électron, calculer le rayon R 1 ’ de la première orbite de Bohr, l’énergie d’ionisation
W i ’ et la constante de Rydberg R’.
25.5 Mesure de coordonnées du moment cinétique de spin
On fait traverser trois appareils de type Stern et Gerlach situés l’un derrière l’autre par
un électron, afin de mesurer S z (on trouve S z > 0), S y (on trouve S y < 0) et de nouveau
S z . Donner, pour chaque mesure, la valeur de la coordonnée de
#–
S cherchée.
©
Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
509
“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 509 — #519
i
i
i
i