Leçon 5

Leçon n°8 SRC 1
Les sources de lumière.
1. La lumière.
La lumière fait partie des ondes
électromagnétiques qui vont des
rayons cosmiques aux ondes radar.
Ces ondes se différencient par leur
longueur d’onde et par l’énergie
qu’elles transportent.
Elles se déplacent dans le vide et
correspond à la variation du champ
électrique et du champ magnétique.
2. Emission lumineuse.
2.1. Principe général
La production d'énergie lumineuse se fait grâce aux électrons.
Apport d’énergie  absorption  saut sur une orbitale supérieure  retour à un état
stable en libérant un photon.

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2.2. La théorie sur l’émission atomique.
 La vitesse de propagation de la lumière dans le vide est une
constante universelle dont la valeur est c = 2, 998.108 m/s
 L’énergie du rayonnement électromagnétique est donnée par :
E = h . υ où h est la constante de Planck (1858 – 1947 / Prix Nobel
de physique en 1918) et υ (nu) est la fréquence du rayonnement
en Hertz.
h = 6,62 . 10-34 J.s
 Les niveaux d’énergie accessibles aux électrons d’un atome sont quantifiés.
 Exemple de l’atome d’hydrogène.
 Energie de l’électron dans l’atome d’hydrogène :
n est le nombre quantique principal, il désigne le numéro de la couche dans laquelle se situe
l’électron.
 Valeur des énergies par niveau :
n = 1
Niveau fondamental, le plus
stable car d'énergie la plus
basse
n = 2
Premier niveau excité
n = 3
Deuxième niveau excité
n = 4
Troisième niveau excité
n = 5
Quatrième niveau excité
n = 6
Cinquième niveau excité, etc
 Chaque radiation émise est fonction de l’écart d’énergie entre les niveaux concernés :

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3. Types de spectre.
Les différentes sources lumineuses peuvent
être classées en quatre groupes, selon le type
de spectre qu'elles émettent.
Spectre continu.
 Sources thermiques : lampe à
incandescence, bougie, soleil.
 Spectre discontinu.
 Décharge électrique dans un gaz.
Spectre continu d’une
ampoule halogène
Spectre discontinu
d’une lampe à
vapeur de mercure

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Spectre combiné.
 Tube fluorescents.
Spectre de raies.
 Laser : sources presque
monochromatique.
Laser infrarouge CD : 780nm
Laser orange DVD : 650/635 nm
Laser Blu-ray : 405 nm
4. Température de couleur.
C'est vers une température de 5500 Kelvin qu’une source thermique idéale (corps noir)
émet approximativement la même quantité d'énergie dans toutes les longueurs d'onde.
Par comparaison avec un corps noir, on peut également assigner à toutes les sources
thermiques une valeur de température de couleur, exprimée en Kelvin, qui précise la
répartition spectrale des sources thermiques.
Les sources dont la température de couleur est inférieure à 5500 K ont une tendance
jaunâtre, et inversement, les sources possédant une température de couleur supérieure à
5500 K sont bleuâtres.
Lampe à incandescence : 2500 K  domestique, hôtellerie (warm white)
Lampe halogène: 3400 K  Bureau
Tube fluo « Blanc neutre » :4000K  Bureau, industrie
Tube fluo : 5000 K  Photo, musée
Lumière du jour : 5500K « cool white »
Tube fluo « ciel ouvert » : 6500K  Hôpitaux
Ecran du Macintosh: 7000 K
Télévision: 9000 K