L'atome de mercure

L'atome de mercure
1. Représenter sur un diagramme les niveaux d'énergie de l'atome de
mercure suivants : état fondamental : E0 = -10,45 eV ; E1 = -4,99 eV ;
E2 = -3,75 eV ; E3 = -2,72 eV. [pic] 2. Un électron d'énergie cinétique Ec = 6,0 eV peut-il interagir avec un
atome de mercure à son état fondamental en le portant à un état
excité ? Pour qu'un atome de mercure à son état fondamental soit porté à un
état excité, il faut qu'il lui soit fourni -4,99 - (-10,45) = 5,46 eV
pour passer à l'état E1, -3,75 - (-10,45) =
6,7 eV pour passer à l'état E2,... L'électron d'énergie cinétique 6,0
eV a donc suffisamment d'énergie pour faire passer l'atome de mercure
de l'état fondamental à l'état E1 mais pas à l'état E2. Cet électron
peut interagir avec un atome de mercure en le portant à un état
excité. 3. Quelle est la longueur d'onde d'un rayonnement émis lors de la
transition d'un atome de mercure du niveau d'énergie E3 vers le niveau
E1 ? S'agit-il d'une émission ou d'une absorption ? Cette radiation
appartient-elle au domaine du visible ? [pic]E = E3 - E1 = -2,72 - (- 4,99) = 2,27 Ev. E3 > E1 donc il y a
émission d'un rayonnement de fréquence [pic] Hz. Donc la longueur
d'onde de cette radiation est [pic]ce qui correspond à une radiation
verte visible. Lorsqu'un atome de mercure passe du niveau d'énergie E3
au niveau d'énergie E1, il émet une radiation visible.
4. Une radiation lumineuse dont le quantum d'énergie a pour valeur E =
5,46 eV peut-elle interagir avec un atome de mercure à son état
fondamental ? Même question avec E' = 6 eV. On a vu à la question 1. qu'il faut apporter exactement 5,46 eV à
l'atome de mercure pour qu'il passe de son état fondamental à l'état
excité E1, ainsi, une radiation lumineuse d'énergie E = 5,46 eV peut
interagir avec un état atome de mercure à son état fondamental et le
porter à son état E1. Une radiation lumineuse de quantum d'énergie E'
= 6 eV ne pourra pas interagir avec un atome de mercure à son état
fondamental car il faut apporter exactement 5,46 eV pour qu'il passe à
l'état E1 et 6,7 eV pour qu'il passe à son état E2,... Donc une
radiation lumineuse de quantum d'énergie E = 5,46 eV peut interagir
avec un atome de mercure à son état fondamental alors qu'une radiation
de quantum d'énergie E' = 6 eV ne le pourra pas.