Série de Balmer

OBSERVER Source de lumière colorée Corrigé exercice n°8: le spectre solaire et les raies de Balmer Document n°1 : 1- l’origine du fond coloré Sachant que l’étoile est composée d’une photosphère (partie lumineuse de l’étoile) c’est cette lumière qui est décomposée. Le fond continu est celui de la lumière blanche de la photosphère. 2- interaction entre chromosphère et photosphère Une partie de la lumière émise par la photosphère est absorbée par les éléments présents dans la chromosphère. Les raies

(faible pression), soumis à une décharge électrique. Figure 2 : Le spectre d'émission Il est discontinu (entre deux raies il n'y pas de lumière émise) Découverte Nom Niveau Raie limite Raie limite de la série de la série final n ( en nm) ( en cm-1) 1 906 Lyman 1 91 109678 1 885 Balmer 2 364,3 27420 1 908 Paschen 3 820 12186 1 922 Brackett 4 1460 6850 Figure 3 : Les séries historiques Dans ce tableau, elles sont rangées selon le niveau final (voir figure 4). Mnémotechnique : Le Beau Pont

1 Série de révision 02 Exercice 01 : En appliquant les règles de sélection de la théorie de Bohr-Sommerfeld, montrer, sans faire aucun calcul, que toutes les raies de la série de Lyman de l’atome d’hydrogène sont simples. Refaire le même exercice pour la série de Balmer. Quel est le nombre de raies permises dans ce cas ? Exercice 02 : On s’intéresse à la série de Pickering (1896) composée par les transitions entre le niveau n = 4 et les niveaux p > 4 du spectre de l’hélium 4 une fois

Relation de Balmer Balmer étudie le spectre de l’hydrogène dans le visible Relation empirique : 1 λ avec n > 2 1 1 =k 2 − 2  2 n Spectre de raies de l’hydrogène. Transitions d’états Spectre de raies de l’hydrogène. Séries complémentaires Spectre de raies de l’hydrogène. Formule de Ritz 1 1 1 =R H  2 − 2  ni n f λ avec nf > ni RH = 1.09677.107m-1 Rq : pour ni = 2 : relation de Balmer Selon la valeur de ni, on a différents spectres de raies. Série (ni) 1

diffusée à 90° par un bloc de carbone.1-1 Calculer la perte d’énergie du photon incident.1-2 Calculer l’énergie cinétique de l’électron.1-3 Calculer la vitesse de l’électron déplacé par le photon.On donne et m/s.EXERCICE 101-1 Qu’entend-t-on par série de raies d’un atome ?1-2 On réalise une expérience de résonance optique des atomes d’hydrogène à la température ordinaire. Les sources disponibles peuvent émettre toutes les raies des séries indiquées.a) Donneront-elles toutes lieu au phénomène de

raies spectrales, personne n’avait vraiment réfléchi à ce que leur relation pouvait être avec les atomes. Lorsque Bohr commença à s’attaquer à cette question, il décida de poursuivre une recherche entamée par le physicien Johann Balmer dans les années 1880. Balmer avait découvert que les lignes dans le spectre d’hydrogène pouvaient être représentées par une formule mathématique relativement simple reliant la fréquence d’une ligne particulière à deux nombres entiers. Cette formule donnait des valeurs

3- Ce modèle est-il conforme à l’expérience (spectre d’émission de l’atome d’hydrogène) ? si oui pourquoi ? 2 EXERCICE III 1- Rappeler la formule de Balmer 2- La première raie de Balmer a pour longueur d’onde 656.3 nm. Quelle est la longueur d’onde de la seconde ? 3- Quelle est la longueur d’onde la plus faible de la série de Balmer ? EXERCICE IV 1- Quelles sont les différences entre le spectre d’absorption et d’émission de l’atome d’hydrogène ? 2- On considère un atome d’hydrogène

mercure-cadmium) Le spectre de l’hydrogène est un spectre de raies, qu’on a regroupées par séries : Lyman (UV), Balmer (Visible), Paschen, Brackett (IR)… La position de toutes les raies s’obtient par une formule simple, la formule de Rydberg-Ritz : (où n et m et tels que )  : constante de Rydberg Remarque : Pour , on retrouve la série de Lyman Pour , la série de Balmer… B) Interprétation du spectre de l’hydrogène Niels Bohr a posé deux affirmations : Postulat mécanique : L’électron

2.4. 3. La quantification de l’énergie [13] .................................................................................... 15 Phénomène de l’émission/absorption d’un photon [13] ............................................... 16 Les raie de Balmer [14] ....................................................................................................... 16 L’étoile ..........................................................................................................................

est un spectre de raies, qu’on a regroupées par séries : Lyman (UV), Balmer (Visible), Paschen, Brackett (IR)… La position de toutes les raies s’obtient par une formule simple, la formule de Rydberg-Ritz : [pic] (où n et m [pic] et tels que [pic]) [pic] : constante de Rydberg Remarque : Pour [pic], on retrouve la série de Lyman Pour [pic], la série de Balmer… B) Interprétation du spectre de l’hydrogène Niels Bohr