J'ai besoin d'un peu d'aide.

[AurelienSTE]

Bonjour à tous,

Je poste quelques questions de TD pour lesquelles j'éprouve des difficultés de compréhension, restées sans réponses malgré mes recherches et réflexions...
Merci beaucoup par avance si vous pouviez me donner vos avis. Je ne cherche pas à me faire faire le boulot, mais à comprendre avant de rendre des réponses complètement farfelues ou que je saurai fausses à l'avance !

*Quelles sont les différences entre PSI 1s et PSI 2py ?
(posé comme ça, je n'en ai aucune idée..)

*Incertitude d'Heisenberg:
"Un automobiliste contrôlé à 120 km/h au volant de sa voiture de 1500 kg souhaite invoquer le principe d'incertitude d'Heisenberg pour contester son P.V. L'instant du contrôle est connu à la seconde près. Le peut-il ?
(Ma réponse: non évidemment. Mais comment le démontrer avec seulement ces deux données ?)

*Le plus complexe:
"L'électron de l'ion He⁺ occupe le niveau n=5.. Il émet un rayonnement lambda=108,7 nm. R_H=109677,76cm^-1
Quel niveau doit-il atteindre pour émettre ce rayonnement ?
(J'ai comme l'impression que la réponse est dans l'énoncé, n=5 non ? Je ne comprends pas comment un ion hydrogénoïde peut avoir son unique électron au niveau n=5. Pourquoi n'est-il pas sur n=1, au plus près du noyau ? Sinon, en faisant les calculs avec une formule donnée dans le cour je finis par trouver la racine carrée d'un nombre négatif..... Je ne comprends pas comment résoudre ça, vraiment)

*Enfin, question très bizard à mon sens:
"Quelle est la désignation des orbitales suivantes: PSI_3,0,0 ; PSI_3,2,-1 ; PSI_2,1,1
Ont-elles quelque chose de si remarquable pour qu'elles aient une désignation usuelle ?


Millle merci.


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[SchliesseB]

1) je suppose qu'on te demande la forme et les symétries de ces deux orbitales.

2) en utilisant l'"incertitude d'Heisenberg" sur Delta temps Delta Energie, on peut dire des choses.

3) la formule du Rydberg devrait permettre de conclure (cf wikipedia)

4) sans le contexte, je ne sais pas que représente les 3 numéros.

Bonne chance

[AurelienSTE]

Merci SchliesseB

Alors, si tu veux je peux te préciser ce que j'ai écrit, car là je suis bloqué....

1) On me demande juste avant d dessiner schématiquement PSI²1s PSI^22py.
J'ai "trouvé" une représentation tridimensionnelle (repère x,y,z) pour PSI²1s (représentant le vecteur Y²_l,m(THÊTA, PHI), et pour PSI2py une représentation bidimensionnelle représentant la "courbe" de probabilité de présence d'une orbitale à mesure que l'on s'éloigne du noyau.

2)Là aussi j'ai trouvé un petit début, timide mais sans résultat probant:
DELTA p_x = m.DELTA v_x Au delà de ça, je n'arrive pas à avancer, je dois mal m'y prendre. Je cherche à avancer comme dans les exemple de cours que j'ai, c'est à dire où j'ai DELTA p_x / p_x en tant que précision.

3)Donc Wikipédia me donne bien la même formule que celle donnée dans mon cour; J'ai commencé comme suit:

1 / lambda = RH ( 1/n1² - 1/n2²

1
----- = 1.097373.10⁷ (que représente mon "5", n₁ ou n₂ ?)
1,087.10⁷

[AurelienSTE]

Personne ne peut me donner un petit coup de main pour avancer ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[SchliesseB]

je suis désolé, cela fait peut-être trop longtemps, mais j'ai du mal a comprendre tes notations.

Pour la 1, si tu as les représentations tridimensionnelles, tu peux alors un peu en discuter (symétrie, énergie), je ne sais pas trop ce qu'on attend de plus.

pour la 2, la "relation" ; sachant , on peut en déduire l'incertitude qu'à le gendarme sur l'énergie cinétique et donc sur la vitesse par la suite.

pour la 3, justement, que représente le 5! à toi de trouver, s'agit t-il de l'état initial ou final?

bonne chance

[AurelienSTE]

Alors pour la 1), la question est posée comme suit: "Dessiner schématiquement PSI²1s PSI²2py Quelles sont les différences avec PSI1s et PSI2py ? "

Pour la 2) je pense que l'enseignante veut que l'on démontre que le principe d'incertitude d'Heisenberg ne peut pas s'appliquer aux objets macroscopiques comme cette voiture... Je peux le faire, mais pas avec seulement ces deux seules données.

Pour la 3), l'électron serait dans un niveau "excité", donc non-fondamental. Ca je peux le comprendre. Mais concrètement, comment appliquer ça à la formule de Rydberg. Je n'ai aucun exemple ni explication outre mesure dans mon cour. C'est surtout la partie " (1/n1² - 1/n2² ) " qui me pose problème. Qui est le "5" ? n1 ou n2 ? Là aussi pas d'explication sur la formule....

[SchliesseB]

1) ben dessine les deux et donne des indications (symétries de révolution pour 1s, de révolution autour de z pour pz, 2 lobes etc...) Je ne sais pas quoi dire de plus.

2) Regarde mon message précédent, avec tu peux calculer . Sachant que , on a et donc on en déduit , et ce que nombre permet de contester l'amende?

3) la formule de Rydberg pour les hydrogénoïdes permet de connaitre la longueur d'onde du signal émis à partir des numéros des deux états. Ici, on démarre de l'état n=5 et on arrive dans l'état q. pour avoir émission d'un photon l'état doit être d'énergie plus basse. q est-il plus grand ou petit que n? il ne reste qu'à utiliser la formule.

Bonne chance

[AurelienSTE]

Merci encore pour ton aide...

Alors sur tes conseils j'ai commencé par faire pour le 2)

DELTA E. DELTA T = h barre (donc =h/2pi) <===> DELTA E = h barre / DELTA T = h barre / 1
DELTA E =6062606.10^-39 / 2pi
DELTA E = 1.0545.10^-34 J

D'où:

DELTA E = m.v delta v <===> delta.v DELTA E / 1500x33,33 = 1.0545.20^-34 / 50000 = 2.109.20^-39 m/s. Donc en effet, le "delta" de vitesse est extrêmement faible et ne permet pas la contestation.

Pour le 3) :

1/lambda = 1/1.087.10^-7 = 1.097373.10^7 (1/5 - 1/n2²)
Et là je suis de nouveau boqué, car comment extraire ce "n2²" de là-dedans ?

[SchliesseB]

il s'agit alors de maths assez simple




remarque, je n'ai pas le temps de vérfiier précisément tes calculs

[AurelienSTE]

outchhhhh... moi qui ai déjà des difficultés en maths là c'est le summum. Quoi qu'il en soit je te remercie 100 fois .
Je ne sais pas comment ont fait les autres avec ces exercices-là, mais rien de tout cela n'est dans le cour. C'est la 1ere fois que je voyais la petite formule qui tu m'as donnée plus haut: DELTA E=m.v delta v. Tu l'as extrapolée de E=1/2 mv² ? Comment ?
Egalement, DELTA E. DELTA t = h barre Heureusement que tu me l'as donnée.

Outre les calculs, mon raisonnement te parait correct ? (Désolé je ne sais pas écrire les lettres grecques sur le forum comme tu le fais).

[SchliesseB]

il n'y a pas a t'excuser, il faut bien démarrer. pour les lettres grecques, il s'agit des balises latex.

pour la formule de heisenberg, il s'agit d'une formule de heisenberg sur l'energie. je suppose qu'on pouvait s'en sortir avec celle sur le couple x/p.

sinon oui, de E=1/2 m v^2 on obtient et donc la formule ci dessus.

Bonne chance pour la suite

[AurelienSTE]

Dans mon cour justement on a ce qui est en rapport avec "x/p" en effet, mais le peu d'exemple que j'ai est de type "DELTA x/p = précision de tant.
Donc au vu de l'énoncé, à mon sens il manque une donnée... enfin à mon sens.

Pour l'extrapolation de la formule E=1/2 mv² qui donne dE/dv = m.v, j'en déduis que cela signifie que la dérivée de l'énergie sur la dérivée de la vitesse vaut le produit m.v , et que la relativité d'Einstein faisant la relation entre la quantité de matière et l'énergie (E=m.c²) est là aussi.

[SchliesseB]

la relation d’Einstein n'a rien a voir ici, devient en "multipliant par dv"

[AurelienSTE]

.... Oui, tout simplement.... Je vois des liens entre des trucs moi approchant minuit. J'aimerais aussi avoir un bien meilleur niveau de raisonnement mathématiques....