DS 2

Devoir seconde
Exercice 1 : Visible ou invisible
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1) Quels dispositifs peut-on utiliser pour décomposer une lumière
2) Quelle est la grandeur physique qui caractérise une radiation lumineuse ? Indiquer son symbole et l’unité avec
laquelle on l’exprime généralement.
3) Indiquer le domaine des longueurs d’onde des lumières visibles par l’œil humain.
Voici quelques longueurs d’ondes de radiations :
mm
mm
mm
mm

4) Exprimez en nm les longueurs d’ondes de ces différentes radiations.
Exercice 2 : Réfraction dans un prisme
/………. pts
Le verre d’un prisme a un indice n=1,60 pour un rayon lumineux rouge. Le rayon incident arrive depuis l’air en I et fait,
après réfraction, un angle de 30° avec la normale.
1) Définir l’indice d’un milieu.
2) Quelle est la valeur de l’indice de réfraction du vide ? Et celle de
l’air ?
3) Ecrire la loi de Descartes liant l’angle d’incidence (noté i) et
l’angle de réfraction (noté r).
4) En déduire la valeur de l’angle d’incidence.
5) Sur la figure donnée ci-contre, tracez le rayon incident.
6) Complétez la figure grâce à une légende en utilisant les mots :
normale, rayon incident, i, rayon réfracté, r.
7) Imaginons maintenant que le rayon lumineux arrive en sens
inverse, quelle est alors l’angle de réfraction ?
Exercice 3 : Vive les étoiles
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Le soleil est une étoile moyennement chaude (6000°C en surface) et la couleur perçue est jaune. Les étoiles
Rigel et Bételgeuse de la constellation d'Orion sont des étoiles respectivement bleue et rouge.
 Classer ces étoiles par ordre croissant de leur température de surface. Justifier.
Exercice 4 : les lampes fluorescentes
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"Les tubes en verre des lampes fluorescentes contiennent un gaz : argon + vapeur de mercure sous faible
pression. Les atomes de mercure excités par des décharges électriques, émettent deux radiations de longueurs
d’onde 185 nm et 254 nm.
La surface du verre est recouverte d'un dépôt de poudre blanche : ce dépôt absorbe la lumière émise par la
vapeur de mercure et émet dans le domaine visible. Les tubes utilisent trois poudres émettant dans le rouge le
vert et le bleu.
1. A quel domaine du spectre lumineux appartiennent les radiations émises par la vapeur de mercure ?
2. Le verre utilisé arrête les rayons ultraviolets. Le dépôt blanc est-il sur la face interne ou sur la face
externe du verre ?
3. Qualifier le spectre de la lumière éclairant le dépôt blanc (continu ou raies) ?
1
Exercice 5 : détermination de la longueur d’onde de la radiation émise par un laser
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Données : Les limites des longueurs d’ondes (en nm) des couleurs du spectre d’une lumière blanche sont les
suivantes :
Violet
Bleu
Vert
Jaune
Orange
Rouge
400-424
424-491
491-575
575-585
585-647
647-700
Le premier spectre ci-dessous est celui d'une lampe à vapeur de mercure. Les longueurs d’onde de ce spectre
sont les suivantes : 615nm ; 579 nm ; 577 nm ; 546 nm ; 436 nm et 405 nm.
Le second est le spectre de la lumière émise par un laser et photographié dans les mêmes conditions.
Le troisième est celui d’une solution de permanganate de potassium éclairé en lumière blanche.
Attention : le document étant en noir et blanc, une raie ou un fond coloré apparaît comme blanc sur le
document.
1ère
2ème et 3ème
4ère
5ère
6ère
MERCURE
0
x
LASER
PERMANGANATE
DE POTASSIUM
1. Les spectres obtenus sont-il d’émission ou d’absorption ? de raies ou de bandes ?
2. La première raie du spectre de la lampe à vapeur de mercure correspond à la longueur d’onde =615nm,
elle se situe à l’abscisse x=0 sur l’axe graduée. Mesurer, sur le spectre, la distance x séparant la 2 ème de la
1ère raie. Compléter la 2ème ligne du tableau en annexe en recommençant le même travail pour les raies 3,
4, 5 et 6.
3. Tracer sur la feuille en annexe le graphe donnant la longueur d’onde  en fonction de x.
4. A quelle distance de l’origine x=0 se situe la raie émise par le laser. En déduire graphiquement la longueur
d’onde de cette radiation. Quelle est la couleur du faisceau laser ?
5. Justifier, à partir de son spectre, la couleur violette de la solution de permanganate de potassium.
BONNE CHANCE………….
2
ANNEXE
Exercice 5
1ère raie
2ème raie
3ème raie
4ème raie
5ème raie
6ème raie
615
579
577
546
436
405
Longueur
d’onde  (nm)
x (cm)
0
 (nm)
=f(x)
600
500
410
400
x (cm)
0
1
3