Terminale S 2015-2016

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Calculer la fréquence de la radiation associée à un photon

Les photons sont des particules de lumière transportant une énergie E et ayant une fréquence v. Si l'on connaît la valeur de l'énergie transportée E, on calcule la valeur de la fréquence v du photon à partir de la relation de Planck-Einstein.

Un photon possède une énergie \(\displaystyle{E=4,7\times10^{-19}}\) J. À l'aide de la relation de Planck-Einstein, déterminer la fréquence de ce photon.

Donnée : constante de Planck \(\displaystyle{h=6,63\times10^{-34}}\) J.s

Etape 1

Rappeler la relation de Planck-Einstein

On rappelle la relation de Planck-Einstein (ou simplement relation de Planck) entre l'énergie E (en J) transportée par un photon et sa fréquence v (en Hz) : \(\displaystyle{E = h \times \nu}\).

D'après la relation de Planck-Einstein, on a :

\(\displaystyle{E = h \times \nu}\)

Etape 2

Manipuler la formule pour exprimer la fréquence v en fonction des autres paramètres

On manipule la formule afin d'exprimer la fréquence v :

\(\displaystyle{\nu = \dfrac{E}{h}}\)

On obtient :

\(\displaystyle{\nu = \dfrac{E}{h}}\)

Etape 3

Relever la valeur de l'énergie transportée E

On relève la valeur de l'énergie E transportée par le photon fournie dans l'énoncé. Cette valeur doit être exprimée en J.

La valeur de l'énergie, donnée en Joules, est :

\(\displaystyle{E=4,7\times10^{-19}}\) J

Etape 4

Effectuer l'application numérique

On effectue l'application numérique afin de calculer la valeur de la fréquence associée au photon.

On obtient :

\(\displaystyle{\nu = \dfrac{4,7\times10^{-19}}{6,63\times10^{-34}}}\)

\(\displaystyle{\nu =7,089\times10^{14}}\) Hz

Etape 5

Exprimer le résultat avec le bon nombre de chiffres significatifs

On écrit le résultat avec le même nombre de chiffres significatifs que le paramètre possédant le plus petit nombre de chiffres significatifs.

Le résultat doit être écrit avec deux chiffres significatifs :

\(\displaystyle{\nu =7,1\times10^{14}}\) Hz