Chap P4 (livre p46 et p78 )Sources de lumière colorée I- Lumière et couleur : Activité...

Chap P4 (livre p46 et p78 )

SourcesSourcesde lumiegravere de lumiegravere

coloreacuteecoloreacutee

I- Lumiegravere et couleur I- Lumiegravere et couleur

Activiteacute documentaire et expeacuterimentale Ndeg1 agrave coller

Lampe agrave filament

Lampe halogegravene

Lampes fluorescentes

Tube neacuteon

Diode eacutelectrolumiscente(DEL ou LED)

rayonnement thermique(par incandescence)


rayonnementpar luminescence



Cours Cours

- Des lumiegraveres qui ont des spectres diffeacuterents (couleur spectrale) peuvent produire la mecircme sensation de couleur (couleur perccedilue)

-Chaque radiation du spectre eacutelectromagneacutetique (doc 8 p68) est caracteacuteriseacutee par sa longueur drsquoonde dans le vide λ en m

(Rappel 1nm = 10-3μm = 10-9 m)

- Une lumiegravere monochromatique (doc 6 p68) correspond agrave une radiation (non-deacutecomposable)

-Une lumiegravere polychromatique (doc 7 p68) correspond agrave plusieurs radiations (deacutecomposable)

II- Couleur des corps chauffeacutes II- Couleur des corps chauffeacutes


Wien

Conclusion Conclusion

Un corps noir est un objet theacuteorique laquo ideacuteal raquo qui absorbe toutes les radiations qursquoil reccediloit et dont le rayonnement eacutelectromagneacutetique qursquoil eacutemet nrsquoest fonction que de sa tempeacuterature (ex les eacutetoiles)

Profil spectral

Spectre eacutelectromagneacutetique

Domaine visible

- Ouvre le logiciel Synchronie 2006

- Clique sur laquo Tableur raquo en bas

- Clique sur pour ajouter une variable

- Deacuteclare Te en K dans nouvelle variable puis clique laquo creacuteer raquo pour la tempeacuterature- Recommence pour Tinv en K-1 pour lrsquoinverse de la tempeacuterature et lambda en nm pour la longueur drsquoonde maximale

- Seacutelectionne lrsquoensemble des valeurs sur laquo Loi de Wien raquo et colle sur les trois colonnes dans Synchronie 2006

- Clique sur laquo Fenecirctre Ndeg1 raquo en bas

- Clique sur laquo Paramegravetres raquo puis seacutelectionne laquo Courbes raquo

- Dans laquo Choisir une courbe raquo seacutelectionne laquo lambda raquo et coche Fenecirctre 1

- Clique sur laquo Fenecirctre raquo et seacutelectionne Te ou Tinv comme abscisse selon le graphe

- Clique sur laquo Calibrer raquo pour ajuster lrsquoeacutechelle

- Clique sur laquo Traitements raquo puis laquo Modeacutelisation raquo et choisis le modegravele pour la courbe lambda Deacutecoche laquo Ing raquo et clique laquo Calculer raquo

Cours Cours

- Un corps dense eacutemet un rayonnement eacutelectromagneacutetique appeleacute rayonnement thermique Il deacutepend de la tempeacuterature et le spectre est continu (doc 12 p70)- Loi de Wien Le spectre continu du rayonnement thermique eacutemis par un corps agrave la tempeacuterature T a une intensiteacute maximale pour une longueur drsquoonde λmax (doc 13 p70) λmax = 29010-3

T

avec λmax en megravetre (m)et T en kelvin (K)T (en K) = θ (en degC) + 27315

REMARQUE La couleur perccedilue drsquoun corps chauffeacute peut ecirctre diffeacuterente de la loi de Wien car elle deacutepend de lrsquoensemble des radiations visibles eacutemises

III- Interactions lumiegravere-matiegravere III- Interactions lumiegravere-matiegravere

Activiteacute expeacuterimentale Ndeg3 agrave coller

1- Comment lrsquoeacutenergie lumineuse est-elle transporteacutee

2- Emettre des hypothegraveses Que se passe-t-il quand un photon rencontre un atome

Etat fondamental de lrsquoatome

drsquohydrogegravene

Etat exciteacute de lrsquoatome


Spectre drsquoabsorption

Spectre drsquoeacutemission

animation

3- Veacuterification des hypothegraveses Etude de transitions eacutenergeacutetiques dans lrsquoatome drsquohydrogegravene

Etat fondamen

tal

1er eacutetat exciteacute

2egraveme eacutetat exciteacute

Atome ioniseacute

hν

eacutelectron

hν hν

Diagramme drsquoeacutenergie complet de lrsquoatome drsquohydrogegravene

Radiations

4- Le spectre eacutelectromagneacutetique en freacutequence longueur drsquoonde et eacutenergie

Rayons XRayons X

Rayons Rayons cosmiques cosmiques et rayons et rayons gammagamma

UltravioletsUltraviolets

(UV)(UV)VisibleVisible InfrarougeInfrarouge

(IR)(IR)Micro-Micro-ondesondes

Ondes radiosOndes radios

E (en J)E (en J)

c) Lrsquoeacutenergie diminue quand la longueur drsquoonde augmente Lrsquoeacutenergie augmente quand la freacutequence augmente

750middot10-9

375middot10-9

Cours Cours

ΔE = hν gt 0

ΔE = hc λ

λ = c ν

- Les transferts drsquoeacutenergie entre matiegravere et lumiegravere sont discontinus donc quantifieacutes Un quantum drsquoeacutenergie lumineuse est appeleacute photon

λ en m c en mmiddots-1 et ν en Hz (s-1)

ΔE en J h en Jmiddots et ν en Hz

- La transition drsquoun eacutelectron (doc 10 p85) entre deux niveaux drsquoeacutenergie (en eV) peut se faire par absorption drsquoun photon (Ei lt Ef ΔE = Ef ndash Ei gt 0) ou eacutemission drsquoun photon (Ei gt Ef ΔE = Ei ndash Ef gt 0)

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Lampe agrave filament

Lampe halogegravene

Lampes fluorescentes

Tube neacuteon

Diode eacutelectrolumiscente(DEL ou LED)






Cours Cours



(Rappel 1nm = 10-3μm = 10-9 m)





Wien



Profil spectral


Domaine visible












Cours Cours


T













animation


Etat fondamen

tal



Atome ioniseacute

hν

eacutelectron

hν hν


Radiations


Rayons XRayons X






E (en J)E (en J)


750middot10-9

375middot10-9

Cours Cours

ΔE = hν gt 0

ΔE = hc λ

λ = c ν





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Cours Cours



(Rappel 1nm = 10-3μm = 10-9 m)





Wien



Profil spectral


Domaine visible












Cours Cours


T













animation


Etat fondamen

tal



Atome ioniseacute

hν

eacutelectron

hν hν


Radiations


Rayons XRayons X






E (en J)E (en J)


750middot10-9

375middot10-9

Cours Cours

ΔE = hν gt 0

ΔE = hc λ

λ = c ν





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Wien



Profil spectral


Domaine visible












Cours Cours


T













animation


Etat fondamen

tal



Atome ioniseacute

hν

eacutelectron

hν hν


Radiations


Rayons XRayons X






E (en J)E (en J)


750middot10-9

375middot10-9

Cours Cours

ΔE = hν gt 0

ΔE = hc λ

λ = c ν





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Profil spectral


Domaine visible












Cours Cours


T













animation


Etat fondamen

tal



Atome ioniseacute

hν

eacutelectron

hν hν


Radiations


Rayons XRayons X






E (en J)E (en J)


750middot10-9

375middot10-9

Cours Cours

ΔE = hν gt 0

ΔE = hc λ

λ = c ν





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Cours Cours


T













animation


Etat fondamen

tal



Atome ioniseacute

hν

eacutelectron

hν hν


Radiations


Rayons XRayons X






E (en J)E (en J)


750middot10-9

375middot10-9

Cours Cours

ΔE = hν gt 0

ΔE = hc λ

λ = c ν





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animation


Etat fondamen

tal



Atome ioniseacute

hν

eacutelectron

hν hν


Radiations


Rayons XRayons X






E (en J)E (en J)


750middot10-9

375middot10-9

Cours Cours

ΔE = hν gt 0

ΔE = hc λ

λ = c ν





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Etat fondamen

tal



Atome ioniseacute

hν

eacutelectron

hν hν


Radiations


Rayons XRayons X






E (en J)E (en J)


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Cours Cours

ΔE = hν gt 0

ΔE = hc λ

λ = c ν





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Radiations


Rayons XRayons X






E (en J)E (en J)


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Cours Cours

ΔE = hν gt 0

ΔE = hc λ

λ = c ν





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Cours Cours

ΔE = hν gt 0

ΔE = hc λ

λ = c ν





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