Quantique (3) – Atome

600px-Hydrogen_transitions.svg

https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_spectral_series

Niels_Bohr 

The Nobel Prize in Physics 1922 was awarded to Niels Bohr

« for his services in the investigation of the structure of atoms

and of the radiation emanating from them »

 emission absorption

texte bohr 

 

Le travail proposé porte sur le modèle atomique de Niels Bohr. Il s’agit de retrouver l’interprétation des spectres de raies (d’émission de l‘atome d’hydrogène en particulier) à partir des résultats de la mécanique classique associés aux trois postulats de Bohr.

Ceci amène à la quantification des niveaux d’énergie de l’électron dans l’atome, résultat totalement inaccessible à la seule mécanique classique de Newton, qui contribue, après les apports de Planck et Einstein, à la construction de la mécanique quantique. (Voir les chantiers Quantique 1 et 2 : https://jcmarot.com/2018/01/01/quantique-1-catastrophe-ultraviolette/ et https://jcmarot.com/2018/01/08/quantique-2-quantum/ )

A voir également le chantier L’atome de Bohr https://jcmarot.com/2017/01/14/latome-de-bohr/ qui traite le sujet sous une autre forme en introduisant la fonction d’onde associée à l’électron (De Broglie – 1924).


Tous les documents  nécessaires sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier quantique (3)).


Consigne 1individuellement (10 min)

 

Utilisation du document [modeles atome.pdf] modeles atome : identifiez les problèmes de la modélisation de l’atome au début du XXe siècle. Utilisez également le document [spectres de raies.pdf] spectres de raies.

 modeles

spectres raies

On pourra consulter également les documents utilisés pour le chantier Quantique (1) – Catastrophe ultraviolette : [champ.pptx] ; [ondes electromagnetiques.pdf].


Consigne 2individuellement puis en groupe (45 min)

 

Utilisation du document [bohr.pdf] bohrIndividuellement, schématisez le modèle de Bohr et le mécanisme permettant d’expliquer les spectres de raies.

Mise en commun et réalisation d’une affiche en groupe.

postulats

Affichage et présentation de plusieurs affiches. Mise au point et discussion.

On remarquera que Niels Bohr énonce des postulats ad-hoc, phénoménologiques, pour coller aux résultats expérimentaux. C’est l’occasion d’une réflexion d’épistémologique, avec le prof de philo si possible…


Consigne 3individuel (50 min)

 

Documents de travail : [consigne3.pdf] consigne3
ainsi que [bohr.pdf], [mecanique classique.pdf] mecanique classique, [texte de bohr.pdf] texte de bohr.

 consigne3

classique

texte bohr2

Animation tableau pour faire le point et magistral pour la synthèse.

On peut également utiliser : [spectres de raies.pptx] ; [spectres.pptx]

transitions

spectres


Tous les documents  nécessaires sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier quantique (3)).

docs1

docs2

docs3


 

 

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