Spectroscopie

[Lenalee]

Bonjour,

j'ai une petite question à propos du spectre de l'atome d'hydrogène : est ce que les niveaux d'énergies pour reproduire le spectre de H sont fixés ?


Merci d'avance pour votre aide !
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[moco]

Oui. On ne peut pas les changer.

[Lenalee]

Mais pourquoi ? Moi je pensais que si, si on garde le même écartement entre les différents niveaux, mais je me suis rendue compte que c'est faux...
Quelle est la justification ?

[moco]

L'écartement entre les deux niveaux n'est jamais le même.
Le niveau le plus bas est à - 13 eV, si je me souviens bien.
Le niveau suivant est à -13/4 eV, soit -3.25 eV
Le niveau suivant est à -13/9 eV = - 1,44 eV
Le niveau suivant est à -13/16 = - 0.8125 eV
Le niveau suivant est à -13/25 = - 0.52 eV
Le dernier niveau est à 0 eV, et correspond à un électron libre, donc situé hors de l'atome.
Tout ceci peut se déterminer par calcul. Mais ce n'est pas une petite affaire.

[A voir en vidéo sur Futura]

[bust3r]

Je rajouterais que le sacrosaint -13,6 eV ne sort pas du chapeau du magicien mais est déduit des lois de la mécanique. Pour le reste, c'est toute la particularité de la quantification des niveaux d'énergie

[Lenalee]

Merci pour vos réponses.
J'ai une autre petite question : est ce que la connaissance des niveaux d'énergie de l'hydrogène permet de prévoir l'énergie des raies d'émission ?

[bust3r]

Ca devient de la physique!
En effet quand un atome se désexcite, passage d'un électron d'un état de haute énergie à un état de basse énergie, on a émission d'un photon d'énergie :
Eb-Ea = h x c / lambda
Eb et Ea étant 2 niveaux d'énergie entre lesquels un électron peut "sauter". On peut ainsi calculer lambda en connaissant la valeur de Ea et Eb, les niveaux d'énergie.
Si lambda est entre 400 et 800 nm, Bingo! On aura une raie dans le spectre visible.

[Lenalee]

D'accord, du coup la réponse est oui, c'est bien ça ?

[bust3r]

La connaissance des niveaux d'énergies e l'hydrogène peut donc effectivement permettre de prévoir la position des raies de l'hydrogène