La lumière

SPECTRES

D'ÉMISSION

PRÉSENTATION ET OBJECTIF

● Citer la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide ou dans l’air et la comparer à d’autres valeurs de vitesses couramment rencontrées

● Caractériser le spectre du rayonnement émis par un corps chaud

● Caractériser un rayonnement monochromatique par sa longueur d’onde dans le vide ou dans l’air

● Exploiter un spectre de raies

RAPPELS p 224

1. La lumière se propage en ligne droite dans un milieu transparent : on parle de propagation rectiligne de la lumière

2. Le trajet de la lumière est représenté par un rayon lumineux, on indique le sens de propagation par une flèche

3. Une source primaire émet sa propre lumière (ex le soleil), une source secondaire la diffuse cad qu’elle renvoie une partie de la lumière qu’elle reçoit ( ex : la lune)

4. Un laser est une source primaire de lumière dont la lumière se propage en ligne droite

I. LA VITESSE DE PROPAGATION DE LA LUMIÈRE

La valeur c de la vitesse de propagation de la lumière est une constante dans le vide ou dans l’air, elle est égale à 3,00 108 m.s-1

La valeur exacte est c = 299 792 458 m.s-1

A titre indicatif, un TGV se déplace à la vitesse de 300 km.h-1 soit 300 / 3,6 = 83,3 m.s-1 et la vitesse du son dans l’air est égale à 340 m.s-1

II. DISPERSION DE LA LUMIÈRE BLANCHE PAR UN PRISME

1. Spectre de la lumière blanche

On peut obtenir la décomposition ou dispersion de la lumière blanche par un prisme. On obtient alors le spectre de la lumière blanche cad un ensemble de couleurs, celles de l’arc en ciel, qui varient sans discontinuité. On parle de spectre continu de la lumière blanche.

Il montre dans un premier temps que la lumière blanche est une lumière polychromatique ( constituée de plusieurs couleurs )

Chaque couleur ou radiation monochromatique est caractérisée par sa longueur d’onde ( lambda) exprimée en m ou nm dans le vide ou dans l’air. ( 1 nm = 10 -9m )

La lumière blanche est constituée de radiations dont la longueur d’onde dans le vide ou dans l’air, est comprise entre 400 nm ( bleu violet) et 800 nm( rouge). Au-delà du rouge, on trouve les Infra-Rouges IR et en deçà, les Ultraviolets UV.

2. Spectre continu d’origine thermique

Le spectre de la lumière émise par un corps chaud ( filament de lampe ou lave de volcan) est continu, ce spectre ne dépend pas de la nature du corps chauffé mais de sa température.

Lorsque la température d‘un corps augmente, son spectre s’enrichit en violet, cad en radiations de courtes longueurs d’onde.

Une étoile bleu-violet est donc plus chaude qu’une étoile rouge.

III.

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