Physique, chapitre 02

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Chapitre 02 La lumière des étoiles.
I- Lumière monochromatique et lumière
polychromatique.
1)- Expérience de Newton (1642 – 1727).
2)- Expérience avec la lumière émise par un Laser.
3)- Radiation et longueur d’onde.
4)- Domaine du visible.
II- Lumière émise et température d’une source.
1)- Analyse de la lumière émise par une lampe
(6 V)
2)- Observations et conclusion.
III- Spectres d’émission et d’absorption d’une entité
chimique.
1)- Spectres d’émission :
2)- Spectres d’absorption :
IV- Applications à l’Astrophysique.
1)- Analyse spectrale de la lumière émise par
une étoile.
2)- Profil spectral d’une étoile :
3)- Conclusions ;
V- Applications :
1)- Étude d’un document.
2)- QCM : QCM Questy
3)- Exercices : 3, 5, 7, 9, 13, 14, 17.
Exercices :
a)- Exercice 3 : Associer couleur et longueur
d’onde.
b)- Exercice 5 : Du spectre au montage.
c)- Exercice 7 : Spectre du lithium.
d)- Exercice 9 : Profil spectral d’une étoile.
e)- Exercice 13 : Sources lumineuses et
spectres.
f)- Exercice 14 : Loi de Wien
g)- Exercice 17 : Oh, be a fine girl, kiss me.

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I- Lumière monochromatique et lumière polychromatique.
1)- Expérience de Newton (1642 – 1727).
Expérience : on éclaire une fente avec une lumière blanche et on envoie le faisceau obtenu sur la
face d’un prisme.
- Observations : la lumière est déviée par le prisme.
- De plus le faisceau qui émerge du prisme est étalé et présente les différentes couleurs de l’arc-en-ciel
(rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo, violet).
- La lumière rouge est moins déviée que la lumière violette.
- Conclusion :
- Le prisme dévie et décompose la lumière blanche en lumières colorées du rouge au violet. C'est un
phénomène de dispersion.
- L'ensemble des couleurs obtenues constitue le spectre de la lumière blanche.
- Le spectre est continu du rouge au violet.

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- La lumière blanche est constituée de plusieurs couleurs ou radiations : c’est une lumière
polychromatique.
- Arc en Ciel :
2)- Expérience avec la lumière émise par un Laser.
Expérience : on éclaire une fente avec un faisceau laser et on envoie le faisceau obtenu sur la face
d’un prisme.
- Observation : le faisceau laser est dévié et le spectre ne comporte qu’une seule couleur, la couleur
rouge initiale.

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- Conclusion : la lumière produite par un laser est constituée d’une seule radiation, elle est
monochromatique.
3)- Radiation et longueur d’onde.
- Une lumière monochromatique ne peut être décomposée par un prisme.
C’est une radiation lumineuse qui est caractérisée par sa longueur d’onde λ
λλ
λ (lambda) dans le vide ou
l’air. Son unité légale est le mètre (m).
- Le laser rouge utilisé au lycée est une radiation de longueur d’onde λ
λλ
λ = 633 nm. C’est une lumière
monochromatique.
- Remarque : une lumière complexe ou polychromatique est un mélange de plusieurs radiations. Elle
n’est pas caractérisée par une longueur d’onde. On lui associe une plage de longueurs d’onde.
4)- Domaine du visible.
- L’œil humain n’est sensible qu’aux radiations dont les longueurs d’onde sont comprises entre 400
nm et 800 nm.

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- La lumière blanche est un mélange de toutes les radiations visibles par l’œil humain.
II- Lumière émise et température d’une source.
1)- Analyse de la lumière émise par une lampe (6 V)
Montage : brancher la lampe aux bornes du générateur (alimentation ajustable).
- Régler la tension sur zéro puis mettre le générateur sous tension.
- Augmenter la tension tout en observant avec le spectroscope la lumière émise par la lampe.
- Attention : ne pas dépasser 6V.
2)- Observations et conclusion.
- Quelle influence a la variation de tension sur la lampe ?
- Lorsque la tension augmente, l’éclat de la lampe augmente aussi. Au départ, la lumière est jaune puis
devient blanche.
- Quelle est la conséquence de cette variation sur les spectres observés ?
- Le spectre devient plus lumineux et il s’étale vers le bleu et le violet.
- De quelle grandeur physique dépend ces changements ?
- 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.