Chapitre 3: Quels principes expliquent l'émission d'une lumière colorée ? les ondes électromagnétiques par leurs fréquences (cours de seconde) mais aussi par La longueur d'onde d'une radiation lumineuse est la distance parcourue par En physique, l'électron-volt (symbole eV) est une unité de mesure d' énergie
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Chapitre 3: Quels principes expliquent l'émission d'une lumière colorée ? les ondes électromagnétiques par leurs fréquences (cours de seconde) mais aussi par La longueur d'onde d'une radiation lumineuse est la distance parcourue par En physique, l'électron-volt (symbole eV) est une unité de mesure d' énergie
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Première S : A Observer.
Chapitre 3: 4XHOV SULQŃLSHV H[SOLTXHQP O·pPLVVLRQ G·XQH OXPLqUH ŃRORUpH ?I. Sources de lumières colorées.
ConnaŠtre les limites en longueur d'onde dans le ǀide du domaine ǀisible et situer les rayonnements infrarouges et ultraǀiolets.
1. La lumière, une onde électromagnétique.
Nous pouvons classer les ondes électromagnétiques par leurs fréquences (cours de seconde) mais aussi par leurs
longueurs d'onde. La longueur d'onde d'une radiation lumineuse est la distance parcourue par l'onde pendant
une période de vibration T de la source. On la note . Son unité est le mètre (m).La fréquence et la longueur
d'onde sont reliĠs par la relation :Le domaine de la lumière visible est compris dans la bande 0,4 µm - 0,8 µm, soit 400 nm - 800 nm.
Le domaine des radiations lumineuses est encadré par le domaine des radiations IR (infra rouge), et celui
des radiations ultraviolettes.Les radiations IR sont invisibles, elles ont des longueurs d'onde supérieure à celle des radiations rouges du domaine visible.
Les radiations IR sont produites par les corps chauds, l'Ġmission madžimale Ġtant situĠe autour de
500°C. Elles sont très utilisées pour des activités de chauffage.
Les radiations ultraviolettes, notées UV sont elles aussi invisibles, elles ont des longueurs d'onde inférieures à celle du violet.
lumière du soleil et dans certaines lampes telles en exemple la lampe à vapeur de mercure. Elles ont une fonction importante
dans la photosynthèse.2. IHV ŃMUMŃPpULVPLTXHV G·XQH OXPLqUH colorée.
Lumières polychromatique et monochromatique
Une lumière monochromatique ne peut pas être décomposée par un prisme ; son spectre est constitué d'une
seule raie colorée.Par définition, une lumière colorée monochromatique est appelée radiation. Elle est caractérisée par sa
longueur d'onde dans le ǀide notĠe ʄ (" lambda ») exprimée en mètre (m).Une lumière polychromatique est constituée de plusieurs lumières colorées monochromatiques. Elle
possède un spectre constitué de plusieurs raies.Décomposition de la lumière.
On dirige le faisceau de lumière vers un prisme. On obtient sa décomposition sur un écran.II. Couleur des corps chauffés : Loi de Wien.
1. Mise au point.
Première S : A Observer.
Une expérience :
On remarque que la température du côté droit est plus élevée que celle du côté gauche ; on dit que le corps "noir » rayonneLe cas idéal du corps qui ne diffuserait rien du rayonnement reçu est appelé corps noir. Il absorbe tous les rayonnements,
Le corps noir est aussi un émetteur idéal dont le rayonnement ne dépend que de la température.
- la température du corps : si la température est faible (inférieure à 500°C), les radiations sont principalement du domaine de
2. Le profil spectral.
Le profil spectral, d'un corps, reprĠsente l'intensitĠ lumineuse des radiations émises par ce corps en fonction des
longueurs d'onde de ces radiations.Le profil spectral d'un corps chaud dĠpend de sa tempĠrature ͗ plus la tempĠrature est ĠleǀĠe, plus l'intensitĠ
sera élevée.De mġme, la couleur d'un corps chaud dĠpend de sa tempĠrature : à 5000K, le maximal se trouve à une longueur
d'onde de 580 nm (objet de couleur jaune) et a 6500K, le madžimum se trouǀe ă 450 nm (objet de couleur bleu).
Les températures sont données en kelvin (K) qui est la température absolue : T (K) = ɽ (° C) + 273,15
3. Énoncé de la loi de Wien
Exploiter la loi de Wien, son expression étant donnée.En 1893, le physicien Wilhelm Wien (1864-1928) a ĠnoncĠ la loi traduisant la corrĠlation entre la ǀaleur de ʄmax et
la température T.À la température T exprimée en kelvins (K), la source rayonne trğs fortement sur la longueur d'onde ʄmax
exprimée en mètres (m) telle que :d'Ġmission lumineuse est inǀersement proportionnelle à la température du corps chauffé. Plus la température du
corps chauffĠ augmente, plus la longueur d'onde correspondant au madžimum d'Ġmission diminue.
Exemple 1 :
Déterminer le type de rayonnement émis par le corps humain (température du corps : 37,5 °C).
La longueur d'onde correspondant au madžimum d'Ġmission du corps humain est donnĠe pour T с 310,65 K.
ʄmax= (2,9 × 10-3)ͬ310,65 soit ʄmax= 9,35 × 10-6m = 9350 nm