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HYDROGÈNE (physique)

  • 1. Les isotopes naturels et artificiels de l’hydrogène
  • 2. Le spectre de l’atome d’hydrogène et l’avènement de la mécanique quantique
  • 3. Hydrogène et naissance de l’électrodynamique quantique
  • 4. Structure du noyau de l’atome d’hydrogène et chromodynamique quantique
  • 5. L’antihydrogène
  • 6. Les phases de l’hydrogène
  • 7. Hydrogène et astrophysique
  • 8. Hydrogène et énergie

Le spectre de l’atome d’hydrogène et l’avènement de la mécanique quantique

L’observation d’un arc-en-ciel introduit à la notion de spectre d’un rayonnement. La lumière du soleil , en traversant un nuage de gouttelettes d’eau, se décompose en rayons de couleurs différentes, du rouge au violet, c’est-à-dire en ondes électromagnétiques de diverses longueurs d’onde. Le spectre du soleil semble continu, mais des physiciens du xix e  siècle – dont le plus connu est le Danois Anders Angström (1814-1874) – ont découvert que les éléments, et en particulier l’hydrogène, n’émettaient de la lumière qu’à certaines longueurs d’onde discrètes, bien définies : un élément est ainsi caractérisable par un ensemble (ou spectre) de raies d’émission.

Interprétation des raies du spectre de l’hydrogène

Interprétation des raies du spectre de l’hydrogène

Encyclopædia Universalis France

Les longueurs d’onde des raies d’un spectre ne sont pas indépendantes les unes des autres. En 1885, le mathématicien suisse Johann Balmer (1825-1898) propose une formule empirique pour décrire les ondes présentes dans le spectre de l’hydrogène : leur longueur d’onde λ est égale à H · m 2 / ( m 2  – 4), avec H  = 364,56 nanomètres (nm), m prenant les valeurs entières supérieures à 2. Trois ans plus tard, Johannes Rydberg (1854-1919) généralise cette formule en l’écrivant sous la forme 1/λ =  R H (1/ n 2  –  1/ m 2 ) , n et m étant des entiers, avec m > n , et R H , dénommée constante de Rydberg (1854-1919), ayant pour valeur 10 973 730 m -1 . Cette formule permet de rendre compte non seulement des raies correspondant à la série de Balmer (dans laquelle n  = 2) mais aussi des séries dites de Lyman ( n   = 1), de Paschen ( n  = 3), de Brackett ( n   = 4) et de Pfund ( n  = 5), qu’on détecte dans les domaines ultraviolet (série de Lyman, longueurs d’onde de 121 à 91 nm), visible (série de Balmer, longueurs d’onde de 636 à 365 nm) ou infrarouge (les autres séries, longueurs d’onde de 820 à 7 496 nm).

En 1896, le physicien néerlandais Pieter Zeeman (1865-1943) découvre que l’application d’un champ magnétique sur l’hydrogène a pour effet de scinder chaque raie du spectre en plusieurs lignes. Cet effet est appelé effet Zeeman . L’explication de ces séries de raies et de lignes nécessitera une meilleure compréhension de la structure de l’atome d’hydrogène et accompagnera de façon décisive l’avènement de la physique quantique moderne.

Après avoir découvert l’électron en 1897, Joseph J. Thomson (1856-1940) propose, en 1904, de décrire un atome – celui d’hydrogène puisque c’est le plus simple – comme un ensemble électriquement neutre, un « pudding » chargé positivement dans lequel est plongé un électron, ce qui entraîne la neutralité. Le physicien japonais Hantaro Nagaoka (1865-1950) développe en même temps un modèle « saturnien » dans lequel l’atome est composé d’un noyau massif et d’« anneaux » d’électrons, mais l’impossibilité de rendre compte de la stabilité de l’édifice le fait renoncer à cette interprétation en 1908. En 1909 cependant, la célèbre expérience de Hans Geiger (1882-1945) et Ernest Marsden (1889-1970) sous la direction d’Ernest Rutherford (1871-1937) à Manchester démontre l’existence des noyaux atomiques. Ils observent en effet que des rayons alpha du radium traversent en général une feuille d’or ultramince quasiment sans déviation, mais que quelques-uns d’entre eux rebondissent comme s’ils avaient heurté un obstacle de très grande densité, un noyau. Cette découverte amène Rutherford à reprendre le modèle de Nagaoka, mais en le modifiant légèrement ; le « modèle planétaire » qu’il publie en 1911 considère que l’électron négatif est en orbite autour d’un noyau de charge positive qui rassemble la quasi-totalité de la masse atomique. Cette représentation souffre cependant elle aussi d’un défaut majeur : la configuration proposée ne peut pas être stable, les électrons étant – selon les lois de [...]

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  • Bernard PIRE : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

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. In Encyclopædia Universalis []. Disponible sur : (consulté le )

(). Encyclopædia Universalis . (consulté le )

. . Encyclopædia Universalis . Consulté le .

. «  ». Encyclopædia Universalis [en ligne], , (consulté le )

Les modèles successifs de l’atome

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Expérience de Rutherford

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Autres références

DÉCOUVERTE DE L'HYDROGÈNE PAR CAVENDISH

  • Écrit par Bernard PIRE

L’article envoyé en mai 1766 par l’honorable Henry Cavendish (1731-1810) à la Royal Society, dont il est membre, décrit de façon magistrale la découverte d’un gaz léger s’échappant de certaines réactions chimiques : l’hydrogène. Ces travaux, publiés dans la livraison datée du 1...

ACIDO-BASIQUE ÉQUILIBRE

  • Écrit par Pierre KAMOUN
  • Écrit par Henri GUÉRIN

spectre atome dhydrogène

ARCHÉES ASGARD

  • Écrit par Patrick FORTERRE

ASTROCHIMIE

  • Écrit par David FOSSÉ, Maryvonne GERIN
  • Afficher les 59 références
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  • NOYAU ATOMIQUE
  • ASTROPHYSIQUE
  • RAYONNEMENT SOLAIRE
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  • CONFINEMENT INERTIEL
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  • PILE À HYDROGÈNE
  • CELLULE À ENCLUMES DE DIAMANT
  • FONCTION D'ONDE
  • ANTIPARTICULES
  • ÉLECTRON
  • CONFINEMENT MAGNÉTIQUE
  • ÉLÉMENTS CHIMIQUES
  • QUANTIQUE MÉCANIQUE
  • FUSION THERMONUCLÉAIRE CONTRÔLÉE
  • ÉLECTRODYNAMIQUE QUANTIQUE
  • BALMER SÉRIE DE
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  • PHASES, physico-chimie
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  • PHYSIQUE HISTOIRE DE LA
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spectre atome dhydrogène

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n est le nombre quantique principal, il désigne le numéro de la couche électronique dans laquelle se situe l'électron. L'énergie ne peut prendre que certaines valeurs (à la différence des planètes et satellites ): on dit qu'elle est quantifiée.

Diagramme d'énergie de l'atome d'hydrogène: Reportons ces différentes énergies dans le diagramme suivant:

Emission et absorption de lumière lors d'un saut électronique:

L'émission de lumière peut se faire, par perte d'énergie de l'électron, si l'électron passe d'un niveau excité à un niveau de plus basse énergie: raie brillante sur un fond sombre et on aura un spectre de raies d'émission .

h = 6,63.10 -34 m 2 .kg.s -1 ( ou J.s) est la constante de Planck, c est la célérité de la lumière dans le vide c = 3,00.10 8 m.s -1 . DE doit être en joules si l'on veut la longueur d'onde en mètres.

Niveaux d'énergie et émission de lumière par l'atome H

Lorsque la transition électronique aboutit sur le niveau fondamental (n = 1), c'est la série de Lyman, elle se trouve dans le domaine U.V..

Lorsque la transition électronique aboutit sur le premier niveau excité (n = 2), c'est la série de Balmer, elle se trouve en grande partie dans le domaine visible.

Lorsque la transition électronique aboutit sur le deuxième niveau excité (n = 3), c'est la série de Paschen, elle se trouve dans le domaine I.R..

Dans notre cas l'électron passe du niveau 3 au niveau 2 ou inversement et il émet ou il absorbe une radiation de longueur d'onde:

Soit 658 nm: c'est une raie rouge, c'est la raie rouge baptisée H a des nébuleuses , lesquelles contiennent principalement de l'hydrogène atomique. Les nébulosités bleues sont généralement dues à la réflexion de la lumière sur les grains de poussière des nébuleuses.

Pose de 20 min sur film Fuji 200 ASA hypersensibilisé.

  Quelques raies du spectre de l'hydrogène atomique: Comme le calcul est répétitif, utilisons la formule semi-littérale suivante:

Résultats pour les 3 premières séries:

Plaçons ces quelques raies dans le spectre de l' hydrogène atomique:

Cette dernière expression est la formule de Ritz. La constante R H = 1,09.10 7 est la constante de Rydberg, elle a la même unité que 1 / l et s'exprime donc en m -1 .

 1 / l   représente le nombre de longueurs d'onde par mètre et est appelé nombre d'ondes. Si l'on veut calculer l  , on a les 2 choix suivants:

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Spectre de l'atome d'hydrogène

Bonjour, j'ai quelques problèmes à résoudre sur cet exercice: On fournit à un échantillon d'hydrogène sous pression réduite, initialement à l'état fondamental, assez d'énergie pour que le spectre d'émission comporte 4 raies appartenant au domaine du visible. I) Sur quel état excité se trouve t-il ? II) Combien de raies au total pourra t-on observer dans le spectre d'émission ? Faire un schéma. III) Quelle quantité d'énergie faudrait-il fournir à une mole d'atome d'hydrogène pour observer ce spectre ? IV) Déterminer la longueur d'onde de la raie correspondant à la transition de plus grande fréquence Dans cet exercice je n'arrive pas à trouver la question I) et III) La question II) est facile lorsqu'on trouve sur quel état est excité l'atome d'hydrogène. La question IV) il suffit d'appliquer la formule de Rydberg: 1/(landa) =R(h)*((1/n²)-(1/n2²)). D'après ce que j'ai compris du sujet, le spectre d'émission comporte 4 raies du domaine du visible, ce qui veut dire que nous sommes dans la série de Balmer. Et donc l'atome d'hydrogène se trouverai sur l'état excité E6 (n=6) (afin que l'on ai 4 raies). Mais dans ce cas là la question II) est donné, vu que dans le sujet, il y a marqué 4 raies. Ou sinon on peut peut être prendre la série de Lyman, je sais qu'il y a des UV visibles mais dans ce cas là, l'état excité serait E5 (n=5). Enfin pour la question III) je sais juste qu'à l'état fondamental, E1= -K*Z/n² = -13,6 eV. Si dans le cas où n=6, on aurait E6= -K*Z/n² = -13,6*1/36 = -0,38 eV ? Voilà je sollicite votre aide s'il vous plaît!

Re : Spectre de l'atome d'hydrogène

La série de Balmer contient les raies dont les transitions arrivent au niveau excité de nombre quantique 2. Pour qu'on observe 4 raies dans le visible ou le proche UV, il faut que l'état excité de H soit celui où n = 6, et que les transitions correspondent aux sauts 6->2, 5->2, 4->2, 3->2. Il y a encore d'autres transitions qui appartiennent à la série de Paschen donc qui correspondent aux transitions vers le niveau 3, à savoir 6->3, 5->3 et 4->3. Mais ces transitions sont dans l'infra-rouge. Et il y a encore les transitions de l'infra-rouge lointain 6->4, 5->4, et 6->5. Sans oublier les transitions de l'ultra-violet appartenant à la série de Lyman, et qui correspondent au retour vers le niveau 1. Cela devrait te suffire pour résoudre les autres questions.
Oui je vois, c'est bien ce que je pensais. Pour qu'il y est 4 raies dans le domaine du visible (Balmer) l'atome d'hydrogène est à l'état excité n=6 Je vous remercie pour cette réponse. Néanmoins, la question numéro 3 me pose encore problème. Dans la question on demande la quantité d'énergie mais ce qui me pose problème c'est "pour une mole d'atome d'hydrogène". C'est ce que j'ai du mal à cerner.
Bonjour si tu as trouvé la plus grande fréquence ça ne pose pas de problème. N'oublie pas que c'est de la transition N6 sur N2 (couche P sur la couche L) qu'il est question, le niveau fondamental (couche K) n'a pas de rapport avec la question. Après c'est un problème de conversion : 1 eV = ? Joules; 1 mole = 6.022 10^23 molécules (et sans oublier que 1 molécule H2 = 2 atomes H...).
L'electronique, c'est fantastique.

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Amplitude du spectre d'un atome d'hydrogène par exemple, atome d'hydrogène, spectre d'émission pour l'atome d'hydrogène, l'atome d'hydrogène.

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FEIG ELECTRONIC: Moscow-City Skyscrapers Streamline Parking Access and Control with Secure RFID

Feig electronic partners with isbc group to deploy ucode dna rfid security and parking access control solution in moscow business district.

Weilburg, Germany  — December 3,  2019  —  FEIG ELECTRONIC , a leading global supplier of radio frequency identification (RFID) readers and antennas with fifty years of industry experience, announces deployment of the UCODE DNA RFID security and parking contactless identification solution in the Moscow International Business Center, known as Moscow-City, one of the world’s largest business district projects.

The management of Moscow-City not only selected long-range, passive UHF RFID to implement in its controlled parking areas, it also chose to implement UCODE DNA , the highest form of secure RAIN RFID technology, developed by NXP Semiconductors.

spectre atome dhydrogène

Panoramic view of Moscow city and Moskva River at sunset. New modern futuristic skyscrapers of Moscow-City – International Business Center, toned

“Underscoring NXP’s innovation and leadership in developing advanced RAIN RFID technologies, our UCODE DNA was chosen to be incorporated with the FEIG and ISBC implementation of the contactless identification system in the prestigious Moscow-City,” said Mahdi Mekic, marketing director for RAIN RFID with NXP Semiconductors. “This exciting project represents yet another successful deployment of NXP’s contactless portfolio, and showcases our continued ability to meet the high-security requirements of highly demanding applications without compromising user convenience.”

“UCODE DNA is considered the only identification technology to match the physical protection of a barrier with the cybersecurity necessary to truly protect entrances from unauthorized access,” said Manuel Haertlé, senior product manager for FEIG Electronic. “As a respected contactless payment technology company, FEIG applies security know-how from its payment terminals, which are fully certified according to the latest high-class security standards, into our RFID systems. FEIG vehicle access control RFID readers incorporate advanced secure key storage elements, supporting various methods for secure key injection.”

FEIG’s partner ISBC Group provided the knowledge and support for this successful implementation using  FEIG’s long-range UHF RFID . The resulting system enables authorized vehicle entry into areas reserved for private residential use or corporate tenants, while also allowing availability of temporary, fee-based visitor parking. Thanks to the cryptographic authentication of UCODE DNA, both the tag and reader must go through an authentication procedure before the reader will validate the data from the tag, which is transmitted wirelessly. This level of authentication is typically used in the most secure data communication networks.

“The system’s two-step authentication means that only authorized equipment can handle the secure protocol and the data exchange with the UCODE DNA based tag. Without the required cryptographic secrets, other readers would query the tag in vain, because the tag’s response cannot be interpreted or understood,” said Andrey Krasovskiy, director of the RFID department at ISBC Group. “On top of this, each data exchange in the authentication process is unique, so even if a malicious actor were to intercept the communication, the transmission is only good for a single exchange and the tag’s unique identity is protected from cloning.”

Established in 1992 and still growing, Moscow-City is the revitalization and transformation of an industrial riverfront into a new, modern, vibrant and upscale business and residential district. A mix of residential, hotel, office, retail and entertainment facilities, it is located about four kilometers west of Red Square along the Moscow River. Twelve of the twenty-three planned facilities have already been completed, with seven currently under construction. Six skyscrapers in Moscow-City reach a height of at least 300 meters, including Europe’s tallest building, Federation Tower, which rises more than 100 stories.

Partnering with ISBC and deploying FEIG Electronic RFID solutions, the Moscow International Business Center is delivering security and access control to its city center today, as it grows into the city of tomorrow.

About FEIG ELECTRONIC

FEIG ELECTRONIC GmbH, a leading global supplier of RFID readers and antennas is one of the few suppliers worldwide offering RFID readers and antennas for all standard operating frequencies: LF (125 kHz), HF (13.56 MHz), UHF (860-960 MHz). A trusted pioneer in RFID with more than 50 years of industry experience, FEIG ELECTRONIC delivers unrivaled data collection, authentication, and identification solutions, as well as secure contactless payment systems. Readers from FEIG ELECTRONIC, which are available for plug-in, desktop, and handheld applications, support next-generation contactless credit cards, debit cards, smart cards, NFC and access control credentials to enable fast, accurate, reliable and secure transactions. For more information, visit:  www.feig.de/en

Founded in Moscow in 2002, ISBC Group provides knowledge and support to integrators for their successful implementation of RFID and smart card-based solutions. The company specializes in the distribution of smart card equipment, contact and contactless card manufacturing, smart card and RFID personalization services, and information security.  Its Research and Design Center is focused specifically on RFID, primarily HF and UHF solutions with NXP tags, and software development for the smart card industry. For more information visit:  https://isbc-cards.com/

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  1. Visible Line Spectrum Of Hydrogen

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  2. Hydrogen: Hydrogen Line Spectra

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  3. Spectrum of the Hydrogen Atom

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  4. What are the spectral series we see in the Hydrogen atom emission

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  5. 1.4: The Hydrogen Atomic Spectrum

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  6. spectroscopy

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  1. Atome (Spectroscopie) 6

  2. 7.6 Atome central s'entourant de six paires d'électrons

  3. Lecture 1.2 Atome (spectre d'emission et d'absorption)

  4. un atome pris en photo #physique #science

  5. Atomistique chapitre 1 part 1

  6. Atome (spectroscopie) partie 5

COMMENTS

  1. Spectre de l'atome d'hydrogène

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  3. Atome d'hydrogène

    L'atome d'hydrogène est le plus simple de tous les atomes du tableau périodique, étant composé d'un proton et d'un électron [1].Il correspond au premier élément de la classification périodique.. La compréhension des interactions au sein de cet atome au moyen de la théorie quantique fut une étape importante qui a notamment permis de développer la théorie des atomes à N électrons.

  4. HYDROGÈNE (physique) : Le spectre de l'atome d'hydrogène et l'avènement

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  5. 8.2 : L'atome d'hydrogène

    L'atome d'hydrogène est constitué d'un seul électron chargé négativement qui se déplace autour d'un proton chargé positivement (Figure 8.2. 1 8.2. 1 ). Dans le modèle de Bohr, l'électron est entraîné autour du proton sur une orbite parfaitement circulaire par une force de Coulomb attractive.

  6. Spectre d'émission de l'hydrogène (vidéo)

    Aux cours précédents de ce chapitre, on a vu que la spectroscopie UV-Vis permettait d'identifier un atome en lui envoyant une onde comprise dans le spectre UV-Visuel et en fonction du spectre d'émission obtenue. Donc on part bien de rayons situés dans l'UV-Visuel pour obtenir 4 raies d'émissions pour H (une fois l'électron revenu à son ...

  7. Spectroscopie : Interaction lumière

    Les chimistes étudient la façon dont les différents rayonnements électromagnétiques interagissent avec les atomes et les molécules. La spectroscopie est la science qui traite de ces interactions. Tout comme il y a différents types de rayonnement électromagnétique, il y a différents types de spectroscopie en fonction de la fréquence ...

  8. Spectre de l'atome d'hydrogène

    De Wikipedia, l'encyclopédie libre. Le spectre de l'hydrogène est l'ensemble des longueurs d'onde présentes dans la lumière que l' atome d'hydrogène est capable d'émettre. Ce spectre d'émission est composé de longueurs d'onde discrètes dont les valeurs sont données par la formule de Rydberg : où : λ {\displaystyle \lambda } est la ...

  9. Calcul du spectre de l'atome d'hydrogène

    Le spectre de l'atome d'hydrogène et comment calculer les longueurs d'onde d'onde des raies des séries de Lyman, Balmer et Paschen. Après un rappel sur l'atome d'hydrogène de Bohr, ses états,...

  10. 6.5 : Modèle de Bohr pour l'atome d'hydrogène

    Ainsi, le modèle quantique de Bohr de l'atome d'hydrogène nous permet de déduire la constante expérimentale de Rydberg à partir des principes de base et de l'exprimer en termes de constantes fondamentales. Les transitions entre les orbites électroniques autorisées sont illustrées sur la figure 6.5. 5 6.5. 5.

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