• Les spectres continus correspondent généralement à l`émission d

Support du cours Principes de base de l’optique géométrique : Document 1 : Domaine des ondes électromagnétiques : Document 2 : Spectres de sources lumineuses • Les spectres continus correspondent généralement à l'émission d'un corps porté à une
température élevée, assimilable à un corps noir : •
Grâce à des lampes à décharges, on peut obtenir des spectres de raies,
caractéristiques de l'élément employé :
spectre d’une lampe à vapeur de mercure
Document 3 : Emission spontanée ou émission stimulée La plupart des phénomènes lumineux que nous observons dans notre vie de tous les jours est produite par un processus appelé émission spontanée. Considérons ce qui se produit dans un tube néon.
Un tube néon est constitué d'un tube de verre dans lequel un gaz, le néon, a été introduit à basse pression. À chaque extrémité de ce tube, on retrouve une électrode qui peut être branchée à une source d'électricité. Lorsqu'une tension suffisamment élevée (de 6 à 15 kV) est appliquée entre les deux électrodes, il se produit une décharge électrique dans le gaz. Ses atomes sont alors excités puis les atomes de néon se désexcitent en émettant une lumière rouge-­‐orangé de façon complètement aléatoire et indépendante. On dit que ce type d'émission est spontané puisqu'il ne fait intervenir aucun processus externe lors de la désexcitation des atomes. Par opposition, l'émission stimulée de lumière, est provoquée par un processus extérieur à l'atome. Dans ce phénomène, un premier photon est émis par émission spontanée. Ce photon, en rencontrant une particule excitée du milieu dans lequel il se trouve, en provoquera la désexcitation et la forcera à émettre un deuxième photon. Ce nouveau photon est en tout point similaire à celui qui a permis à la particule de se désexciter : il transporte la même quantité d'énergie et a, par conséquent, la même fréquence, il se propage dans la même direction et il oscille en phase avec lui. La lumière ainsi produite est dite cohérente. Processus de l'émission stimulée. Le niveau le plus énergétique est celui qui est le plus éloigné du noyau de l'atome. a) un atome est désexcité par émission spontanée et émet un photon (en rose); b) le photon émis interagit avec un atome excité; c) cet atome se désexcite en émettant un photon identique au photon incident.
Document 4 : diffraction des ondes lumineuses : !
L'écart angulaire 𝜃 étant petit, on a : 𝜃 ≈ 𝑡𝑎𝑛𝜃 ≈ 𝑠𝑖𝑛𝜃 = !! . D’autre part, on admettra la relation sinθ ≈ λ/a entre l’échelle angulaire du phénomène et la taille caractéristique de l’ouverture ( ici a largeur de la fente) !"
On en déduit que la largeur de la tache centrale vaut : d = 2 ! . • d : largeur de la tache centrale de diffraction (m). • 𝜆 : longueur d'onde (m). • D : distance entre l'objet diffractant et l'écran (m). • a : dimension caractéristique de l'objet diffractant (m). Document 5 : Réflexion et réfraction de la lumière :