WM
E peut se mettre sous la forme :
'
Si 71 22, l’électron occupe un niveau d’énergie
‘
supérieure, l’atome est dans un état excité.
E :
—k/”2 avec la constante k>0°
-
Ce diagramme d’énergie permettra d’interpréter
Si on exprime E en électrons—volts, k vaut 13,6 eV
aisément les spectres optiques.
dans le cas de l’hydrogène (Z = l) :
13 6
-
.
Absorption et émission de la lumière
'
E =
"'
'n_;“
eV.
Imaginons qu’un photon lumineux d’énergie hv
_
rencontre un atome d’hydrogène dans son état fonda—
Le diagramme de la gure 4.38 représente les
mental (g. 4.39a). Si hv est égal, par exemple, à la
divers niveaux d’énergie dans l’atome d’hydrogène.
différence des énergies entre les niveaux, n = 1 et n = 2,
'
__
'
—
'
l’électron passera du niveau initial n = 1 au niveau
'
_
supérieur 71 = 2; l’atome a absorbé la radiation inciFugure 4.38
.
,
,
.
,
…………_…_…
……
…
…
dente de frequence v. L’etat ex01te dans lequel se trouve
E
0 eV
_
n = 00
l’atome est instable, l’électron reviendra au niveau 71 = l ;
'
n=5
il restituera l’énergie absorbée en émettant la radiation
_%Ë
eV
n=4
de fréquence v.
'
'
.
_lËÆGV————_——n=3
'
Figure 4.39
.
;
_
'
———,——ZZÊ
zï
\___
'
hv
'
_
_
-
a)
b)
,
'
'
'
-
'
Absorption et émission de la lumière
f
a) Absorption
b) Émission
'
_
Ï
'
D’une façon générale, pour que l’atome absorbe
'
'
ou émette de la lumière, il faut que l’énergie hv soit
…
-'
égale
à la différence en valeur absolue des énergies
»
_
,
.
_
entre deux niveaux électroniques.
_
'
.
Cette condition, vériée par l’expérience, comme
,
.
nous allons le voir, est aussi démontrée en appliquant
'
—13,6 eV
n=1
'
la mécanique quantique au système atomique dépen=
.
.
dant du temps.
,
Niveàux d'énergie
de l'atome d'hydrogène
.
Spectre d’émission de l’hydrogène. _- Pour
'
'
‘
'“
“"“"
“‘
"
"
"
'
observer ce spectre, on produit une décharge électrique
-
_
'
r
.
,
dans un tube contenant de l’hydrogène sous faible
Sin =1, l’atome d’hydrogène ou l’ion
pression (environ 1 torr), les atomes eXcités émettent _.
' _
‘
génoi‘de
est dans son état le plus stable, l’énergie étant
une lumière rouge. Un prisme ou un réseau permettent
_
mmimale. Cet état est dit étatfondainental.
d’analyser la lumière émise (voir g. 4.40).
‘
E peut se mettre sous la forme :
'
Si 71 22, l’électron occupe un niveau d’énergie
‘
supérieure, l’atome est dans un état excité.
E :
—k/”2 avec la constante k>0°
-
Ce diagramme d’énergie permettra d’interpréter
Si on exprime E en électrons—volts, k vaut 13,6 eV
aisément les spectres optiques.
dans le cas de l’hydrogène (Z = l) :
13 6
-
.
Absorption et émission de la lumière
'
E =
"'
'n_;“
eV.
Imaginons qu’un photon lumineux d’énergie hv
_
rencontre un atome d’hydrogène dans son état fonda—
Le diagramme de la gure 4.38 représente les
mental (g. 4.39a). Si hv est égal, par exemple, à la
divers niveaux d’énergie dans l’atome d’hydrogène.
différence des énergies entre les niveaux, n = 1 et n = 2,
'
__
'
—
'
l’électron passera du niveau initial n = 1 au niveau
'
_
supérieur 71 = 2; l’atome a absorbé la radiation inciFugure 4.38
.
,
,
.
,
…………_…_…
……
…
…
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E
0 eV
_
n = 00
l’atome est instable, l’électron reviendra au niveau 71 = l ;
'
n=5
il restituera l’énergie absorbée en émettant la radiation
_%Ë
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n=4
de fréquence v.
'
'
.
_lËÆGV————_——n=3
'
Figure 4.39
.
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_
'
———,——ZZÊ
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'
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_
_
-
a)
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,
'
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Absorption et émission de la lumière
f
a) Absorption
b) Émission
'
_
Ï
'
D’une façon générale, pour que l’atome absorbe
'
'
ou émette de la lumière, il faut que l’énergie hv soit
…
-'
égale
à la différence en valeur absolue des énergies
»
_
,
.
_
entre deux niveaux électroniques.
_
'
.
Cette condition, vériée par l’expérience, comme
,
.
nous allons le voir, est aussi démontrée en appliquant
'
—13,6 eV
n=1
'
la mécanique quantique au système atomique dépen=
.
.
dant du temps.
,
Niveàux d'énergie
de l'atome d'hydrogène
.
Spectre d’émission de l’hydrogène. _- Pour
'
'
‘
'“
“"“"
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"
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observer ce spectre, on produit une décharge électrique
-
_
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dans un tube contenant de l’hydrogène sous faible
Sin =1, l’atome d’hydrogène ou l’ion
pression (environ 1 torr), les atomes eXcités émettent _.
' _
‘
génoi‘de
est dans son état le plus stable, l’énergie étant
une lumière rouge. Un prisme ou un réseau permettent
_
mmimale. Cet état est dit étatfondainental.
d’analyser la lumière émise (voir g. 4.40).
‘