Exercices Ondes Electromagnetiques Web Corrige

Les ondes électromagnétiques : Exercices - corrections Exercice 1 Les micro-ondes, comme celles qu’utilisent les radars et les fours à micro-ondes, ont des longueurs d’onde supérieures à 3 mm. Quelle est leur fréquence ? ν = c / λ = 3 . 108 m . s–1 / (3 . 10–3 m) = 1 . 1011 Hz. Donc, ν < 1 . 1011 s–1 .

Exercice 2 Lorsqu’un faisceau d’électrons frappe un bloc de cuivre, des rayons X de fréquence 2.0 . 1018 Hz sont émis. Quelle est la longueur d’onde (en pm) de ces rayons X ? λ = c / ν = 3 . 108 m . s–1 / (2.0 . 1018 s–1) = 1.5 . 10–10 m = 1.5 . 102 pm .

Exercice 3 Les ondes de votre station FM préférée sont produites à 99.3 MHz. Quelle est la longueur d’onde de cette station ? λ = c / ν = 3 . 108 m . s–1 / (99.3 . 106 s–1) = 3.021148 m ≈ 3.02 m .

Exercice 4 Les lampes à vapeur de sodium utilisées pour l’éclairage public émettent une lumière jaune à 589 nm. Quelle est l’énergie véhiculée par cette onde ? E = h . ν = h . c / λ = 6.62618 . 10–34 J . s . 3 . 108 m . s–1 / (589 . 10–9 m) = 3.3749644 . 10–19 J ≈ 3.37 . 10–19 J .

Exercice 5 Nommez les régions du spectre électromagnétique voisines du spectre visible vers (a) les hautes énergies ; (b) les basses énergies. a) UV (λ < 400 nm)

b) IR (λ > 730 nm)

Exercice 6 L’énergie pour rompre la liaison C–C est 348 kJ/mol. Une lumière violette de longueur d’onde 420 nm peut-elle rompre une telle liaison ? Energie pour rompre une liaison : E = Etot / NA = 348 . 103 J . mol–1 / (6.022 . 1023 mol–1) = 5.7788 . 10–19 J. Energie lumineuse : E = h . ν = h . c / λ = 6.62618 . 10–34 J . s . 3 . 108 m . s–1 / (420 . 10–9 m) = 4.7329857 . 10–19 J. Non, la lumière violette de λ = 420 nm ne peut pas détruire la liaison C–C.

Exercice 7 Quelles sont la longueur d’onde et la fréquence du rayonnement susceptibles de provoquer l’ionisation d’un atome d’hydrogène à son état fondamental ? Eionisation, (H, littérature) = 1.31 . 106 J . mol–1. Pour un seul atome : E = Etot / NA = 2.1754 . 10–18 J ν = E / h = 2.1754 . 10–18 J / (6.62618 . 10–34 J . s) = 3.282973 . 1015 s–1 ≈ 3.28 . 1015 s–1 . λ = c / ν = 3 . 108 m . s–1 / (3.282973 . 1015 s–1) = 9.1381 . 10–8 m ≈ 91.4 nm .

Exercice 8 Vous voulez prendre le spectre UV-VIS d’une substance dont la masse molaire vaut 738 g/mol. Dans les tables, vous avez trouvé qu’à λmax = 298 nm, ε vaut 4870 L . mol–1 . cm–1. Quelle masse de cette substance devrez-vous dissoudre dans 10 mL de solvant pour que dans une cuvette de quartz de 1.000 cm, l’absorbance maximale soit de 0.800 ? c = A / ε . d = 0.800 / (4870 L . mol–1 . cm–1 . 1.000 cm) = 1.6427 . 10–4 mol . L–1. n = c . V = 1.6427 . 10–4 mol . L–1 . 10 . 10-3 L = 1.6427 . 10–6 mol. m = n . M = 1.6427 . 10–6 mol . 738 g . mol–1 = 1.2123 . 10–3 g ≈ 1.21 . 10–3 g .