Après avoir bien assimilé le cours sur la quantification de l’énergie, le passage à la pratique est une étape incontournable. Cette série de documents consacrée à l’Atome et mécanique de Newton – Exercices est élaborée spécialement pour répondre aux exigences du programme des filières 2BAC SCIENCES PHYSIQUE, 2BAC SCIENCES MATHS et 2BAC SVT. Ces exercices permettent d’appliquer les relations de Planck-Einstein, de comprendre les spectres d’émission, et de s’entraîner efficacement pour l’examen national.
Atome et mécanique de Newton – Exercices 1.pdf
Atome et mécanique de Newton – Exercices 2.pdf
1. Compétences visées par ces exercices
Les examens pour les sections 2bac sciences physique, 2bac sciences maths et 2bac svt testent généralement votre capacité à manipuler le modèle de Bohr et la théorie des quanta. Dans ces séries d’exercices, vous apprendrez à :
- Calculer les niveaux d’énergie de l’atome d’hydrogène en utilisant la formule En = -Eo / n².
- Exploiter un diagramme de niveaux d’énergie pour identifier s’il s’agit d’une absorption ou d’une émission de photon.
- Calculer la variation d’énergie (ΔE) lors d’une transition électronique.
- Déterminer la longueur d’onde (λ) ou la fréquence (ν) du rayonnement émis ou absorbé en appliquant la relation de Planck.
2. Méthodologie et étapes de résolution
Pour ne pas vous tromper lors du traitement des exercices sur l’atome et la mécanique de Newton, suivez toujours cette démarche rigoureuse :
| Étape clé | Consigne pratique pour l’étudiant |
|---|---|
| Lire la transition | Identifiez le niveau de départ (ni) et le niveau d’arrivée (nf). Attention au sens de la flèche sur les diagrammes d’énergie. |
| Calcul de ΔE | La variation d’énergie du photon est toujours prise en valeur absolue : ΔE = |Enf – Eni|. |
| Conversion (Crucial) | Convertissez obligatoirement le résultat de l’électron-volt (eV) vers le Joule (J) en multipliant par 1,6 × 10⁻¹⁹. |
| Calcul de λ | Utilisez la relation λ = (h.c) / ΔE. Le résultat obtenu est en mètres (m), qu’il faudra souvent convertir en nanomètres (nm). |
3. Pièges classiques à éviter à l’examen
La majorité des erreurs commises par les élèves de terminale scientifique (2bac svt, physique et maths) dans ce chapitre proviennent des unités de mesure. La constante de Planck (h) et la vitesse de la lumière (c) font partie du système international. Vous ne pouvez donc pas utiliser l’énergie en électron-volt dans la relation E = h.c / λ.
Autre piège : L’énergie des niveaux de l’atome d’hydrogène est négative (car l’électron est lié au noyau). L’état d’énergie nulle correspond à un électron arraché à l’atome (ionisation, n tend vers l’infini). Ne soyez donc pas surpris par le signe moins dans la formule En = -13,6 / n², mais rappelez-vous que l’énergie d’un photon (le rayonnement) est toujours une grandeur strictement positive.
