Physique-Chimie · 2ème année Bac
L'atome et la mécanique de Newton
1Rappels du cours
Limites de la mécanique de Newton
Appliquée à l'atome (modèle planétaire), elle prévoit que l'électron peut avoir n'importe quelle énergie et devrait perdre son énergie en rayonnant : ce n'est pas observé.
Quantification de l'énergie
L'énergie d'un atome ne peut prendre que certaines valeurs discrètes (niveaux d'énergie). Pour l'hydrogène :
Eₙ = −13,6 / n² (eV)
- n = 1 : état fondamental ; n > 1 : états excités ; E = 0 : atome ionisé.
Émission et absorption
Transition entre niveaux Eₚ → Eₙ : émission ou absorption d'un photon d'énergie :
ΔE = |Eₚ − Eₙ| = h·ν = h·c/λ, h = 6,63×10⁻³⁴ J·s D'où les spectres de raies caractéristiques de chaque élément.
Conversion
1 eV = 1,6×10⁻¹⁹ J.
2Renforcement vidéo
Capsule sélectionnée — YouTube (3 à 5 minutes).
Regarder la vidéo ↗3Validation directe — QCM
Chaque question peut avoir une ou plusieurs bonnes réponses. Cochez toutes les propositions qui vous semblent justes. L'ordre des questions et des réponses change à chaque nouvelle tentative.
1. L'énergie d'un photon vaut :
2. L'énergie de l'atome d'hydrogène à l'état fondamental est :
3. Les spectres de raies s'expliquent par :
4. Dans « Atome et mécanique de Newton », quelle affirmation est exacte ?
5. Dans « Atome et mécanique de Newton », sélectionne toutes les propositions exactes.
6. À propos de « Atome et mécanique de Newton », quelles affirmations sont correctes ?
7. Parmi ces propositions sur « Atome et mécanique de Newton », lesquelles sont exactes ?
8. Dans « Atome et mécanique de Newton », quelle proposition décrit une erreur à éviter ?
9. Deux charges de signes opposés exercent l’une sur l’autre une force électrique…
10. Dans la loi de Coulomb F=k|q1q2|/r², si r double, que devient F ?
11. Quelles grandeurs interviennent directement dans la force de Coulomb ?
12. Pour un mouvement circulaire sous l’action d’une force centrale, quelles relations sont utiles ?
13. Pourquoi faut-il être prudent avec un modèle classique de l’atome ?
14. Un électron et un proton sont séparés par une distance r. Si la distance est divisée par 2, la force électrique est…
15. Quelles unités doivent être utilisées dans la loi de Coulomb en SI ?
16. Une force centrale attractive peut produire un mouvement circulaire si…
17. Dans une interaction électrique entre deux charges ponctuelles, les forces qu’elles exercent l’une sur l’autre…
18. Si |q1| double et que le reste ne change pas, que devient la force de Coulomb ?
19. Pour traiter un problème de particule chargée en mouvement circulaire, quelles étapes sont adaptées ?
20. Une charge positive et une charge négative…
21. Quelle relation compare directement force centrale et mouvement circulaire ?
22. À l’échelle atomique, quelles précautions de calcul sont importantes ?
23. Quelle affirmation décrit correctement la place du modèle classique dans BacUp ?
4Entraînement
Exercice — Raie de l'hydrogène
AdrarPhysic / AlloSchool (programme 2Bac)L'atome d'hydrogène passe du niveau n = 3 au niveau n = 2.
- Calculer l'énergie du photon émis (en eV puis en J).
- Calculer sa longueur d'onde. (h = 6,63×10⁻³⁴ J·s ; c = 3×10⁸ m/s)