Relation de Planck-Einstein et conversion d'énergie en électronvolts
Terminale Technologique · Physique-Chimie Terminale Technologique
À retenir
• Relation de Planck-Einstein : E = h = hc/_0. • Constante de Planck : h 6,626 10^-34\ J·s. • Produit pratique : hc 1,988 10^-25\ J·m 1240\ eV·nm. • Facteur de conversion : 1\ eV = 1,602 10^-19\ J. • Énergie du visible : de 1,8\ eV (rouge) à 3,1\ eV (violet).
Le cours
1. Relation fondamentale de Planck-Einstein L'énergie E transportée par un photon associé à une onde électromagnétique de fréquence et de longueur d'onde dans le vide _0 est donnée par la relation de Planck-Einstein : E = h = h c/_0 • E est l'énergie du photon en joules (J). • h est la constante de Planck : h 6,626 10^-34\ J·s. • est la fréquence en hertz (Hz). • c 3,00 10^8\ m·s^-1 est la célérité de la lumière dans le vide. • _0 est la longueur d'onde dans le vide en mètres (m). 2. Conversion en électronvolts (eV) Pour comparer l'énergie d'un photon aux gaps de semi-conducteurs ou aux niveaux d'énergie atomiques : E(eV) = E(J)e = E(J)1,602 10^-19 Formule pratique de conversion directe : E(eV) 1240_0(nm). 3. Ordres de grandeur énergétiques Un photon rouge ( 700\ nm) transporte environ 1,8\ eV ; un photon bleu ( 400\ nm) transporte environ 3,1\ eV ; un photon UV ( 250\ nm) transporte environ 5,0\ eV ; un photon de rayon X ( 0,1\ nm) transporte plus de 10\,000\ eV (10\ keV).
Dans ce chapitre
- Champs électrique et magnétique statiques de classe de 1ère
- Longueur d'onde et vitesse de la lumière dans le vide de classe de 1ère
- Énergie cinétique et conservation de l'énergie d'un électron de classe de 1ère
- Nature vectorielle d'une onde électromagnétique transversale
- Célérité des ondes électromagnétiques dans le vide et dans un milieu diélectrique
- Spectre électromagnétique complet des rayons gamma aux ondes kilométriques
- Rayonnement thermique du corps noir et loi du déplacement de Wien
- Modèle particulaire de la lumière et quantum d'énergie du photon
- Relation de Planck-Einstein et conversion d'énergie en électronvolts
- Niveaux d'énergie discrets d'un atome et spectres de raies
- Loi de Beer-Lambert et absorbance spectrale d'une solution
- Effet photoélectrique externe et travail d'extraction d'un métal
- Caractéristique courant-tension d'une cellule photovoltaïque et point de puissance maximale
- Bilan : Synthèse et méthode sur Ondes électromagnétiques, spectre et modèle particulaire du photon