Classer par énergie de photon croissante

Exercice d'entraînement · niveau 1 (application) · physique (première), chapitre 8 — La lumière : images, couleurs, photons · Spectre électromagnétique et photons

Énoncé

Classer par énergie de photon croissante : radio FM ( $ν = 100$ MHz), infrarouge ( $λ = 10$ µ m), lumière visible ( $λ = 500$ nm), rayons X ( $λ = 0, 10$ nm). Calculer chaque énergie en eV.

Corrigé

$E = h ν$ pour la radio, $E = h c / λ$ pour les autres ; on divise ensuite par $1, 6 \times 1 0^{- 19}$ pour obtenir des eV.

$E_{FM} = 6, 63 \times 1 0^{- 34} \times 1, 00 \times 1 0^{8} = 6, 6 \times 1 0^{- 26} J = 4, 1 \times 1 0^{- 7} eV,$

$E_{IR} = 2, 0 \times 1 0^{- 20} J = 0, 12 eV, E_{vis} = 4, 0 \times 1 0^{- 19} J = 2, 5 eV,$

$E_{X} = 2, 0 \times 1 0^{- 15} J = 1, 2 \times 1 0^{4} eV .$

Ordre croissant : FM $<$ IR $<$ visible $<$ X — soit onze ordres de grandeur.

Contrôle : l'énergie croît quand $λ$ décroît, ce qui est bien l'ordre obtenu. ✓ Et l'on retrouve la règle utile : le visible vaut « quelques eV », les rayons X « quelques dizaines de keV ».

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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.