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Ouverture
p. 1-11
1. Constitution et transformations de la matière
Constitution de la matière à l'échelle microscopique et macroscopique
Ouverturep. 12-13
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Modélisation des transformations de la matière et transfert d'énergie
Ouverturep. 108-109

2. Mouvement et interactions
Mouvement et interactions
Ouverturep. 212-213

3. L'énergie, conversions et transferts
L'énergie : conversions et transferts
Ouverturep. 276-277

4. Ondes et signaux
Ondes et signaux
Ouverturep. 318-319

Méthode

Annexes
Rabats de début
Rabats
Lexique
p. 415
Rabats de fin
Rabats
/ 415
Vue papier
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Chapitre 18
Activité 3 - Activité expérimentale

À chaque atome, son spectre d'émission

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Problématique de l'activité
Une lampe spectrale est une ampoule de verre remplie d'un gaz à travers laquelle on fait passer un courant électrique. La lumière alors émise est étudiée avec un spectromètre.
Comment interpréter les spectres observés ?
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Par intuition

Pourquoi chaque type de lampe spectrale a-t-il un spectre d'émission particulier ?
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Doc. 1
Matériel nécessaire

  • Une lampe spectrale à mercure ;
  • Une lampe à incandescence ;
  • Un spectroscope portatif ou un spectromètre numérique.
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Doc. 2
Exemple de spectre à compléter

Exemple de spectre à compléter
Données
  • eV J ;
  • J·s ;
  • m·s-1 ;

Rappel : L'énergie d'un photon, exprimée en joule, est donnée par la relation
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Doc. 3
Les niveaux d'énergie de l'atome de sodium

Les niveaux d'énergie de l'atome de sodium
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Doc. 4
Les niveaux d'énergie du mercure

Les énergies de l'atome de mercure sont :

eV ;
eV ;
eV ;
eV ;
eV ;
eV ;
eV ;
eV ;
eV ;
eV ;
eV (valeur limite).
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Supplément numérique

Utilisez un simulateur des spectres d'émission et d'absorption des éléments
en ligne
.
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Questions
Compétence(s)
RAI/ANA : Faire le lien entre les modèles microscopiques et les grandeurs macroscopiques

1. Doc. 1 Proposer et mettre en oeuvre un protocole permettant d'observer le spectre d'émission de la lampe à incandescence A et de la lampe spectrale B.

2. Doc. 2 Représenter le spectre expérimental de chaque lampe. Qu'aurait-on observé avec une source laser ? Le vérifier avec une expérience (attention à la sécurité).
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3. Doc. 1 et 4 Représenter le diagramme des différents niveaux d'énergie de l'atome de mercure avec pour échelle 1,0 cm 1,0 eV.
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4. Comment nomme-t-on un atome auquel on a arraché un électron ? Préciser alors le nom du dernier état sur le diagramme. Quelle est la valeur de l'énergie correspondante ?
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Synthèse de l'activité
Quelle condition doit être vérifiée entre l'énergie du photon et deux niveaux d'énergie et de l'atome pour expliquer l'existence des raies dans le spectre d'émission ?
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