1- Spectre d`émission de la lumière blanche
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1- Spectre d’émission de la lumière blanche : Eclaire une des faces du prisme avec un faisceau de lumière blanche (en faisant en sorte qu’il ressorte par une autre face. Déplace l’écran pour visualiser le spectre (recherche la meilleure orientation possible). lumière blanche incidente écran prisme Vue de dessus schématisé par a) Qu’observes-tu sur l'écran ? ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… b) Observe et dessine le spectre obtenu avec les lumières colorées principales. c) Le spectre de la lumière banche est-il un spectre continu ou un spectre de raies ? Justifie. ……………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… d) Quel est le rôle du prisme pour la lumière blanche ? Quel est le phénomène optique ? ………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… e) Quelle est la lumière colorée la plus déviée à la sortie du prisme ? …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… f) Quelle est la lumière colorée la moins déviée à la sortie du prisme ? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… g) A partir de cette expérience, la lumière blanche est-elle monochromatique ou polychromatique ? Justifie. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… On associe à une radiation (une lumière colorée) du spectre une grandeur, appelée longueur d’onde dans le vide, notée 0 (lire lambda 0) et exprimée en m. h) A partir du spectre de la lumière blanche ci-dessus, indique un encadrement des valeurs de longueurs d’ondes λ0 dans le vide. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… i) Donne approximativement le domaine de longueur d’onde 0 associé au vert : ………………………………………………………………… j) Classe par ordre croissant de longueur d’onde les couleurs principales du spectre de la lumière blanche : ……………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… h) Donne les couleurs des radiations dont les longueurs d’onde sont 470 nm : …………………… ; 0,580 μm : ……………………… 2- Les propriétés de la lumière d’un laser : Ne jamais regarder le faisceau du laser directement, ni par réflexion sur un objet métallique. Eclaire une des faces du prisme avec un laser (en faisant en sorte qu’il ressorte par une autre face. Déplace l’écran pour visualiser le spectre (recherche la meilleure orientation possible). a) Indique les différences par rapport au spectre de la lumière blanche ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… b) Déduis-en si la lumière émise par un laser est monochromatique ou polychromatique. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… Mesure le diamètre d’un faisceau laser projetée sur une feuille blanche à 20 cm, puis à 1 m de la source. Réalise la même expérience avec une lampe de poche. c) Compare les diamètres des tâches observées pour les deux sources de lumière. Pourquoi le faisceau d’un laser est-il qualifié de directif ? ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Au bureau du professeur, dirige le faisceau du laser vers une tâche noire dessinée sur un ballon de baudruche. d) Que devient le ballon de baudruche ? Cherche une explication. ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… e) La puissance nominale du laser utilisée est 0,95 mW. Sachant que l’aire de la section du faisceau à sa sortie est d’environ 10 -6 m 2, déduis-en la puissance émise par unité de surface en W·m -2. Compare-la à la puissance moyenne solaire reçue par mètre carré de la Terre de 340 W·m -2. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… f) Recherche la signification du mot LASER (en anglais et en français). ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3- Définition d’une onde électromagnétique : La lumière est une onde électromagnétique qui comporte à la fois un champ électrique et un champ magnétique oscillant à la même fréquence, notée …………, d’unité ………… de symbole …………. Sa propagation s’effectue à une vitesse (célérité) qui dépend du milieu considéré, notée c. La vitesse de propagation dans le vide (et l’air), notée ………… est égale à …………………………………… m·s-1. Relation entre la fréquence f et la période T : Relation entre la longueur d’onde λ et la période T : Relation entre la longueur d’onde λ et la fréquence f : A partir de l’encadrement des valeurs de longueurs d’ondes λ0 dans le vide du spectre de la lumière blanche, calcule l’encadrement des valeurs de fréquence f. Que constates-tu ?
