Cours - PhyZik
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Chapitre 3 Sources de lumière colorée I - Les sources de lumière 1) Différentes sources de lumière Matériel : spectres avec le spectroscope Ulice et la fibre pour différentes sources : lampe à incandescence, lampe fluo, laser , DEL blanche ou de couleur, lampe au sodium Peu faire l’objet d’une séance en demi-groupe. Qu’elle soit d’origine naturelle ou artificielle, la lumière correspond à un rayonnement électromagnétique dont nous pouvons faire le spectre : Lampe à filament Spectre polychromatique d’origine thermique Soleil Idem Lampe fluorescente Spectre polychromatique obtenu sous l’effet de décharges électriques dans un gaz Laser Spectre monochromatique (laser rouge) obtenu par émission stimulée d’un gaz. DEL Lampe au Sodium Spectre polychromatique obtenu sous l’effet d’un courant électrique dans un semiconducteur. (DEL blanche) Spectre monochromatique obtenu par décharges électriques dans un gaz. Une source de lumière monochromatique n’est composée que d’une seule radiation (couleur) caractérisée par une longueur d’onde λ. Ex : λLaser He-Ne = 632,8 nm Le rayonnement émis par ces sources peut être d’origine thermique c’est à dire par incandescence (lampe à filament, soleil) ou alors fluorescent (lampe fluorescent, laser, DEL, lampe au sodium) 2) Couleur spectrale Manipulation Jean Pol : Source Sodium ou 2 Sources de lumière blanche avec une un filtre vert et l’autre un filtre rouge (celle à 3 faisceaux avec du scotch opaque sur les 2 autres faisceaux inutilisés) avec fente, Réseau et au bout le spectro ULICE avec une feuille de papier avec trou au niveau de la fibre optique. Lampe au Sodium Spectre monochromatique obtenu par décharges électriques dans un gaz. Lumières vertes et rouges spectre polychromatique correspondant à la synthèse additive des deux lumières. Les deux lumières sont perçues jaunes sur un écran. Elles produisent la même sensation de couleur mais leurs spectres sont bien différents. Il faut donc faire la différence entre la couleur perçue et la couleur spectrale. II - Les rayonnements sont-ils tous visibles ? Les ondes électromagnétiques dites « visibles » sont perçues par le système visuel humain. Le domaine visible correspond à des radiations de longueurs d’ondes λ comprises entre 380 nm et 780 nm. Il est limité par les ultra-violets ( λ < 380nm ) et les infrarouges ( λ > 780 nm ). III – La lumière émise par une source chaude dépend-elle de sa température ? Expérience : lampe à filament montée sur un alternostat + spectroscope à fibre optique La lampe à filament peut être assimilée à un « corps noir » c'est-à-dire qu’elle émet toutes les longueurs d’onde quand elle est chauffée. Toutes ces radiations ne sont pas émises avec la même intensité. A basse température, le filament de l’ampoule apparait rouge. Il semble ensuite jaune quand la température augmente puis blanc à haute température. La longueur d’onde λmax de la radiation émise avec le maximum d’intensité dépend de la température de la source. Elle suit la loi de Wien : λmax.T = constante = 2,898.10-3 m.K Rq : Température en Kelvin 0 273 295 ∞ 22 ∞ K Kelvin, échelle absolue de température °C degrés Celsius -273 0 Activité – température de surface du Soleil
