Questionnaire a été réalisé avec Questy

Pour s'auto-évaluer

 Essentiel :

►  Source polychromatique :

-  Une lumière polychromatique est une lumière constituée de plusieurs couleurs ou radiations.

-  La lumière blanche est constituée de plusieurs couleurs ou radiations : c’est une lumière polychromatique.

►  Source monochromatique :

-  Une lumière monochromatique est une lumière constituée d’une seule couleur ou radiation.

-  Elle est caractérisée par:

-  Sa fréquence ν (en Hz) ou sa période T (en s).

-  Sa longueur d’onde dans le vide λ₀.

-  La lumière produite par un laser est constituée d’une seule radiation, elle est monochromatique.

►  Radiations ultraviolettes :

 

-  Les radiations ultraviolettes ont une longueur d’onde dans le vide inférieure à 400 nm dans le vide :

-  λ₀ < 400 nm.

►  Relation fondamentale :

-  La longueur d’onde dans le vide d’une radiation lumineuse est donnée par la relation :

-  La longueur d’onde λ dépend du milieu de propagation.

-  La période et de ce fait la fréquence ne dépendent pas du milieu de propagation.

-  La fréquence ν est une grandeur caractéristique de la radiation lumineuse

-  Si la longueur d’onde d’une radiation dans le vide est : λ = 632,8 nm

- 

►  Les spectres d’origine thermique.

-  Les spectres d’origine thermique sont des spectres continus.

-  Le spectre évolue avec la température.

-  Lorsque la température augmente, le spectre devient de plus en plus lumineux et s’enrichit de couleurs vertes, bleues puis violettes.

-  Il s’étale vers les violets et ultraviolets. Il s‘étale vers les courtes longueurs d’onde.

 

-  Le spectre d'un corps incandescent dépend de la température de ce corps.

-  Plus le corps est chaud et plus le spectre s'étend vers le violet.

-  En conséquence, l'énergie d'un photon d'une radiation de lumière violette est supérieure à celle d'une radiation de lumière rouge

-  La couleur d'un corps chauffé dépend de l'ensemble des radiations qu'il émet

-  Deux lumières colorées qu'un observateur perçoit identiques peuvent avoir des spectres différents

►  Loi de Wien :

-  Un corps chaud émet de la lumière dont le spectre et le profil spectral dépendent de la température.

-  En physique, un « corps noir » est un objet idéal émettant un rayonnement qui n’est fonction que de sa température.

-  La loi de Wien relie la température θ de ce corps noir et la longueur d’onde λ _max pour laquelle le profil spectral de la lumière qu’il émet passe par un maximum.

-  La température θ s’exprime en degré Celsius et la longueur d’onde λ _max en nm.

-  Ces deux grandeurs sont liées par la loi de Wien :

-   

-  Cette loi permet d’évaluer la température de surface d’une étoile à partir de son profil spectral.

-  Sa température de surface est d’environ :

-   

►  Émission d’un photon :

-  Un photon de fréquence ν est émis lorsque l’atome effectue une transition d’un niveau d’énergie E_p vers un niveau inférieur E_n tel que : 

 

 

►  Absorption d’un photon :

-  L’absorption d’énergie lumineuse par un atome ne peut se faire que si l’énergie du photon permet une transition d’un niveau E_n à un niveau supérieur E_p tel que :

-  E_p - E_n = h . ν

-  Un atome ne peut absorber que les radiations qu’il est capable d’émettre.

►  Énergie d’un photon :

-  E = h . ν ou 

-  Pour une onde électromagnétique de fréquence ν et de longueur d’onde λ dans le vide

-  La grandeur h est la constante de Planck : h = 6,63 × 10 ^{– 34} J.s.

-  La grandeur c représente la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide :

-  c = 3,00 × 10 ⁸ m / s

-  L’énergie E s’exprime en joule.

-  Comme les valeurs des énergies des atomes, exprimées en joule (J) sont extrêmement faibles,

- On préfère utiliser le plus souvent comme unité d’énergie, l’électron-volt (eV)

-  Correspondance : 1 eV = 1,6 × 10 ^{– 19} J

-  L’énergie d’un photon de longueur d’onde dans le vide λ = 590 nm vaut 

-   

 

►  Fréquence et Énergie d’un photon :

-  E = h . ν

-   

►  Profil spectral et spectre simplifiée de la lumière émise par le Soleil.

 

-  Le profil spectral d’une étoile est la courbe qui représente l’intensité lumineuse des radiations émises par cette étoile en fonction de la longueur d’onde.

-  Les entités chimiques présentes dans l’atmosphère du Soleil absorbent certaines radiations lumineuses.

-  Ceci se traduit par l’apparition de raies sombres dans le spectre de la lumière émise par le Soleil et par des minima d’intensité lumineuse dans le profil spectral.

-  Les longueurs d’onde correspondantes permettent d’identifier les entités chimiques présentes dans l’atmosphère du Soleil.

-  Température de la surface du Soleil.

-  La température de surface du Soleil a une influence sur l’allure globale du profil spectral.

-  La longueur d’onde du maximum d’intensité lumineuse est notée λ _max.

-  La valeur de λ _max diminue lorsque la température de surface de l’étoile augmente.

-  Une étoile bleue est plus chaude qu’une étoile rouge.

-  Le profil spectral de la lumière émise par le Soleil permet de déterminer la valeur de λ _max.

-  λ _max = 480 nm.

-  Cette valeur permet de déterminer la valeur de la température de la surface du Soleil grâce à la loi de Wien :

-   

-  Cette température est voisine de 5700 °C.

 

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