Lakhasly

II-1 Les rayonnements electromagnetiques : Un rayonnement electromagnetique resulte de la combinaison d'un champ electrique et d'un champ magnetique qui se propagent suivant un mouvement sinusoidal positif.= RH ( 1 25

• 1 36 )

La derniere raie correspond a : n1=5 et n2= l'infini ??= RH( 1 25 )

NB :

1. Si on envoie sur les atomes H une gamme continue de frequences, on obtient un spectre de lumiere transmise noire qui est constituee de raies noires sur un fond lumineux.(A?)

2

Vis Rouge Orange Jaune Vert Bleu Bleu nuit Violet Spectre de la lumiere visible

II-2 La theorie du quanta (quantum) L'onde lumineuse est constituee de toutes petites particules appelees << photons >>.L'ensemble des raies constitue le spectre d'absorption de l'hydrogene (figure ci-dessous) Tube renfermant H2sous pression reduite plaque photographique P risme Fente (Ouverture) Schema du montage du spectre d'emission de l'hydrogene atomique
?Il n'ya pas d'emission

II-3 Le spectre de l'atome d'hydrogene Si on envoie une gamme continue de frequences de la lumiere continue sur l'hydrogene, on voit apparaitre des raies noires sur la plaque.Les quantas appelees aussi photons sont des particules de masse nulle et de charge nulle et se deplacent a une vitesse C=3.108 m/s.Chaque groupe de raies << serie de raies >> porte le nom du savant qui l'a decouverte et l'ensemble des raies constitue le spectre de l'atome H. ???= RH (1 4
-1 9 ) = 5/36 RH La derniere raie correpond : n1= 2 et n2= l'infini ??= RH (1 4 )

c) Serie de Paschen (1909) : Elle est situee dans le domaine de l'infra rouge et correspond a n1=3 et n2= 4,5,.....) La premiere raie correspond : n1=3 et n2= 4 ?= RH (1 9

• 1 16 ) = 7/144 RH La derniere raie correspond : n1=3 et n2= l'infini ??= RH (1 9 )

d) Serie de Bracket (1922) : Elle est situee dans le domaine du proche infra rouge et correspond a n1=4 et n2= 5,6,.....) La premiere raie correspond a : n1= 4 et n2= 5 ?= RH (1 16

• 1 25 )

La derniere raie correspond a : n1= 4 et n2= l'infini ??= RH ( 1 16 )

e) Serie de Pfund (1924) : Elle est situee dans le domaine de l'infra rouge lointain et correspond a n1=5 et n2= 4,5,.....) La premiere raie correspond a : n1=5 et n2= 6 ?A chaque valeur de n1 correspond une serie de raie 3

4

a) Serie de Lyman ( 1906) :

Elle est situee dans le domaine de l'UV et correspond a n1=1 et n2=2, 3, 4,.....) La premiere raie correspond a : n1=1 et n2= 2 ???= RH(1 1
-1 4 ) = 3/4 RH

La derniere raie correspond : n1=1 et n2= l'infini ??= RH(1 1
) = RH

b) Serie de Balmer (1885) : Elle est situee dans le domaine du visible et correspond a n1=2 et n2=3, 4,.....) La premiere raie correspond a : n1=2 et n2= 3 ?Elle est caracterisee par une longueur d'onde ?Rayons X UV VIS IR

                                                                                                                                         ?= 1 / ??????= 1

???????

II-1 Les rayonnements électromagnétiques :
Un rayonnement électromagnétique résulte de la combinaison d’un champ électrique et d’un
champ magnétique qui se propagent suivant un mouvement sinusoïdal positif.

L’onde lumineuse électromagnétique se propage dans le vide avec une vitesse constante

C = 3 108 m/s. Elle est caractérisée par une longueur d’onde  et une fréquence  tel que :
 = C /  ---------(1)
On désigne par le nombre d’onde :
 = 1 /  --------- (2)

Ce qui implique  = C ----------(3)
Dans le système d’unités SI :  (m) ;  (s-1 ou Hz) ; (m-1)
Différents intervalles du spectre électromagnétique :

                                    10-4             10-2                  5.102   4.103    104            107   

Spectre électromagnétique
Rayon

Rayons
X
UV VIS IR

                                                                                                                                          (A°) 

2

Vis
Rouge
Orange
Jaune
Vert
Bleu Bleu nuit
Violet
Spectre de la lumière visible

II-2 La théorie du quanta (quantum)
L’onde lumineuse est constituée de toutes petites particules appelées « photons ».
Chaque photon a une énergie : E= h, sachant que h : est la constante de Planck
(h= 6,62.10-34J.s). L’énergie d’un rayon lumineux est discontinue et se répartit en quantités
élémentaires appelées « quanta ». Les quantas appelées aussi photons sont des particules de
masse nulle et de charge nulle et se déplacent à une vitesse C=3.108 m/s.
II-3 L’effet photoélectrique

Lorsque le rayon électromagnétique frappe la
surface du métal, il y a émission d’électrons. Cette
émission d’électrons est appelée « effet
photoélectrique ». Ce phénomène n’est possible
que si la fréquence  de l’onde électromagnétique est
supérieure à 0 (seuil photoélectrique).

 Si E  E0 donc  0, alors il n’y a pas
d’effet photoélectrique.
W0 : travail de l’émission ; E= h ;W0=E0= h0

 Si E  E0 ; E=E0 + ½ mv2
Il y a émission d’é, il y a effet photoélectrique.
Sachant que : v : vitesse ;
0 : seuil photoélectrique
E : énergie

Lumière (h
é
Ec= 1/2 mv2
Plaque métallique
Ec
 
Il n'ya pas
d'émission

II-3 Le spectre de l’atome d’hydrogène
Si on envoie une gamme continue de fréquences de la lumière continue sur l’hydrogène, on
voit apparaitre des raies noires sur la plaque. L’ensemble des raies constitue le spectre
d’absorption de l’hydrogène (figure ci-dessous)
Tube renfermant
H2sous pression réduite
plaque
photographique
P
risme
Fente
(Ouverture)
Schéma du montage du spectre d’émission de l’hydrogène atomique

 Pour observer le spectre d’émission de l’atome d’hydrogène, on produit une décharge
électrique dans un tube contenant l’hydrogène sous pression réduite.

 Les atomes s’excitent : H + E → H*. Les atomes excités émettent alors une lumière rouge
signe du retour de l’atome excité à la normale : H*→ H + E
 Le prisme et la plaque photographique permettent d’analyser la lumière émise. Ainsi, sur la
plaque on obtient plusieurs groupes de raies lumineuses sur un fond obscur.
 Chaque groupe de raies « série de raies » porte le nom du savant qui l’a découverte et
l’ensemble des raies constitue le spectre de l’atome H.
 A chaque raie du spectre correspond un nombre d’onde qui répond à l’expression empirique
de Ritz-Balmer :

 = 𝟏

=𝑹𝑯( 𝟏
𝒏𝟏𝟐
− 𝟏
𝒏𝟐𝟐
) n1, n2 ε N*
RH : constante de Rydberg ; RH= 1,09677 m-1) ;  ( m-1),  (m)
 A chaque valeur de n1 correspond une série de raie
3

4

a) Série de Lyman ( 1906) :

Elle est située dans le domaine de l’UV et correspond à n1=1 et n2=2, 3, 4,.....)
La première raie correspond à : n1=1 et n2= 2  = RH(𝟏
𝟏

−𝟏
𝟒
) = ¾ RH

La dernière raie correspond : n1=1 et n2= l’infini = RH(𝟏
𝟏

) = RH

b) Série de Balmer (1885) :
Elle est située dans le domaine du visible et correspond à n1=2 et n2=3, 4,.....)
La première raie correspond à : n1=2 et n2= 3  = RH (𝟏
𝟒

−𝟏
𝟗
) = 5/36 RH
La dernière raie correpond : n1= 2 et n2= l’infini = RH (𝟏
𝟒
)

c) Série de Paschen (1909) :
Elle est située dans le domaine de l’infra rouge et correspond à n1=3 et n2= 4,5,.....)
La première raie correspond : n1=3 et n2= 4   = RH (𝟏
𝟗
− 𝟏
𝟏𝟔
) = 7/144 RH
La dernière raie correspond : n1=3 et n2= l’infini = RH (𝟏
𝟗
)

d) Série de Bracket (1922) :
Elle est située dans le domaine du proche infra rouge et correspond à n1=4 et n2= 5,6,.....)
La première raie correspond à : n1= 4 et n2= 5   = RH (𝟏
𝟏𝟔
− 𝟏
𝟐𝟓
)

La dernière raie correspond à : n1= 4 et n2= l’infini = RH ( 𝟏
𝟏𝟔
)

e) Série de Pfund (1924) :
Elle est située dans le domaine de l’infra rouge lointain et correspond à n1=5 et n2= 4,5,.....)
La première raie correspond à : n1=5 et n2= 6   = RH ( 𝟏
𝟐𝟓
− 𝟏
𝟑𝟔
)

La dernière raie correspond à : n1=5 et n2= l’infini = RH( 𝟏
𝟐𝟓
)

NB :

1. Si on envoie sur les atomes H une gamme continue de fréquences, on obtient un spectre
   de lumière transmise noire qui est constituée de raies noires sur un fond lumineux. Il
   s’agit du spectre d’absorption de l’hydrogène.


2. Les spectres atomiques sont constitués de raies monochromatiques caractéristiques
   d’un élément.

Brackett
Brackett
Pachen
Balmer
Lyman

n=1