Effet photoélectrique et enjeux énergétiques

➜ La conversion de l’énergie solaire par des cellules photovoltaïques permet‑elle l’autonomie énergétique d’un ménage français ?

• ❯ Énergie d’un photon et énergie cinétique
• ❯ Relation entre longueur d’onde, célérité de la lumière et fréquence
• ❯ Conversion d’énergie

Décrire et interpréter qualitativement l’effet photoélectrique

Établir la relation entre l’énergie cinétique des électrons et la fréquence

Expliquer le fonctionnement et déterminer le rendement d’une cellule photoélectrique

Citer quelques applications actuelles mettant en jeu l’interaction photon-matière

1. Donner le domaine de longueur d’onde du rayonnement visible.
a. 200 nm ; 600 nm
b. 400 nm ; 800 nm
c. 200 μm ; 600 μm

2. Une longueur d’onde est homogène à :
a. une fréquence.
b. une durée.
c. une longueur.

3. La relation liant la longueur d’onde, la fréquence et la célérité d’un rayonnement est :
a. $\lambda = \dfrac{c}{\nu}$
b. $\lambda = c \cdot \nu$
c. $\lambda \cdot \nu = c$

4. La longueur d’onde d’un rayonnement de fréquence égale à $1 \times 10^6$ Hz est égale à :
a. $3 \times 10^4$ nm
b. $3 \times 10^4$ m
c. $3{,}3 \times 10^{-3}$ nm

1. L’énergie d’un objet en mouvement peut être calculée grâce à la relation :
a. $E = 2\ m · v$
b. $E = 2\ m · v^2$
c. $E = \dfrac{1}{2} \ m · v^2$

2. L’énergie d’un photon peut être calculée grâce à la relation :
a. $E = \dfrac{h}{\nu}$
b. $E = h · \nu$
c. $h = E · \nu$

3. Lorsqu’un atome passe d’un état d’énergie $E_\text{p}$ à un état d’énergie inférieur $E_\text{m}$, alors :
a. un photon est émis.
b. un photon est absorbé.
c. un positon est émis.

4. L’énergie d’un photon de fréquence égale à $10^6$ Hz est environ égale à :
a. $6{,}6 \times 10^{-28}$ eV
b. $6{,}6 \times 10^{-28}$ J
c. $6{,}6 \times 10^{-28}$ C

1. Dans le vide, la lumière se propage à une vitesse environ égale à :
a. $300 \ 000$ m·s^-1
b. $300 \ 000$ m·s^-2
c. $300 \ 000$ km·s^-1

2. Le spectre du rayonnement émis par le Soleil est :
a. discontinu.
b. continu.
c. un spectre de raies.

3. Le spectre du rayonnement émis par le sodium dans une lampe à vapeur de sodium est :
a. discontinu.
b. continu.
c. un spectre de raies noires.