Activité documentaire : Interaction Lumière matière

Activité documentaire : Interaction Lumière matière

[pic 1]

Il s’agit d’aider Tintin à comprendre les explications du professeur Calys.

Documents à disposition

Document 1 – Pourquoi observe-t-on un spectre d’absorption ?

Le spectre provenant d’une étoile est composé d’un fond continu coloré parsemés de raies noires.[pic 2]

        Le spectre continu est un spectre d’origine thermique émis par le cœur de l’étoile, appelé photosphère.

        Les raies noires sont des raies d’absorption : les éléments chimiques présents dans l’atmosphère de l’étoile, appelé chromosphère, absorbent une partie des radiations qui la traverse.

Document 2 – Vidéo « Histoire de la lumière »

Questions :

1. D’après les physiciens Huygens, Maxwell, Newton et Hertz, la lumière peut être considérée comme ……………………………………………………………..…………..et/ou comme ………………………………………..

1. Dans la théorie ondulatoire, donner l’expression de la longueur d’onde λ en fonction de la célérité c et de la fréquence ν de l’onde :  

  λ = ……..                      avec λ en …….  , c en …………… et ν en …………..

On rappelle la valeur de la célérité de la lumière dans le vide : c = 3,00.108 m.s-1.

1. Retour sur les travaux d’Einstein et de Planck :

Comme nomme-t-on la particule décrivant le comportement corpusculaire de la lumière ? …………………………

D'après Einstein et Planck, que transporte-t-elle ? …………………………………………

Donner l’expression de l'énergie E de cette particule en fonction de la fréquence ν de l'onde associée et de la constante de Planck h :          

E = …………      avec E en ….., ν en ……….. et h  est la constante de Planck = 6,63×10-34 J.s  

1. Établir la relation entre l'énergie E, la longueur d'onde λ de la radiation et la vitesse de la lumière  c :

1. Un laser rouge émet une lumière monochromatique de longueur d’onde λ = 632 nm. Quelle est l’énergie d’un photon émis ?

1. Le joule est ici une unité d’énergie beaucoup trop grande, c’est pourquoi on utilise une nouvelle unité plus adaptée, l'électron-volt : 1 eV = 1,60 ×10−19 J 

Convertir en eV l’énergie d’un photon émis par un laser rouge de longueur d’onde λ = 632 nm.

1. De la quantification d’énergie aux spectres d’émission et d’absorption

Sur YouTube : atom bohr hydrogen,  cestpassorciervision

[pic 3]

D’après cette animation, quel lien y a-t-il entre la structure électronique de l’atome d’hydrogène et ses spectres d’émission ou d’absorption ?

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