T.P n°1: Les radiations électromagnétiques visibles. Objectifs

T.P n°1: Les radiations électromagnétiques visibles.
Objectifs: - Connaître le domaine des longueurs d'onde des radiations visibles.
- Savoir que la matière absorbe certaines radiations visibles.
- Connaître les propriétés du faisceau laser et ses applications médicales.
1- La lumière visible
) Le spectre d'émission de la lumière blanche
But: Analyser le spectre de la lumière blanche.
Montage 1 : A l'aide du montage du bureau:
Questions:
a) Qu'observe t-on sur l'écran? Quelles sont les différentes couleurs obtenues sur l'écran?
b) Quel est le rôle du prisme dans cette expérience?
c) Quelle est la couleur la moins déviée? Quelle est la couleur la plus déviée par le prisme.
Définition: Une lumière d'une couleur précise est appelée radiation.
Définition: Chaque radiation est caractérisée par une grandeur physique que l'on appelle longueur d'onde ()
et qui s'exprime en (m) ou en sa sous-unité (nm).
d) En vous aidant de votre livre page 46, représenter les couleurs sur axe en précisant les longueurs d'onde
correspondantes.
) Comparaison des spectres d'émission de la lumière blanche et du laser.
Montage 2 : Réaliser la décomposition de la lumière blanche avec le matériel dont vous disposez
Montage 3: Faire arriver un faisceau laser sur le prisme et déplacer l'écran pour obtenir son spectre.
a) Comparer les spectres observés sur l'écran dans les cas de la lampe à incandescence et du laser.
Pourquoi dit-on que le spectre obtenu par la lampe à incandescence est un spectre continu?
Pourquoi dit-on que le spectre obtenu par le laser est un spectre de raies?
b) La lumière émise par la lampe à incandescence est dite polychromatique, alors que l'on qualifie
la lumière du laser, de monochromatique. Pourquoi?
2 – L'absorption de la lumière
) Spectre d'absorption
Montage 4:
Nous avons réalisé au centre du plateau du rétroprojecteur, une fente et nous avons placé un réseau( ensemble de
fentes fines, parallèles et équidistantes) au centre de la lentille du rétroprojecteur. Le réseau comme le prisme
permet de décomposer la lumière.
On place 3 cuves contenant une solution de permanganate de potassium sur la fente réalisée précédemment qui
ont les caractéristiques suivantes:
- cuve 1: une solution de permanganate de potassium de concentration C et de hauteur h
- cuve 2: une solution de permanganate de potassium de concentration C et de hauteur h'>h,
- cuve 3: une solution de permanganate de potassium de concentration C'>C et de hauteur h.
a) Quelle est la couleur des solution de permanganate de potassium?
b) Comment le spectre de la lumière blanche est-il modifié par la traversé de la solution?
c) Quelles sont les radiations absorbées par la solution de permanganate de potassium?
d) Comment varie l'absorption de ces radiations: - avec l'épaisseur
- avec la concentration de la solution.
Conclusion ( avec le triangle des couleurs):
Exercice d'application:
Un corps éclairé en lumière blanche apparaît jaune.
- Quelles couleurs absorbe t-il ? On l'éclaire avec une lumière bleue. Quelle couleur aura t-il?
) Courbe d'absorption

Notion d'absorbance : On définit l'absorbance A comme étant une mesure de la capacité de la solution
étudiée à absorber certaines radiations.
C'est une grandeur sans dimension mesurée avec un spectrophotomètre.
L'absorbance dépend de la longueur d'onde de la lumière utilisée et augmente avec la concentration et
l'épaisseur de la solution traversée par la lumière.
-
Courbe d'absorbance: (voir livre p 47).
3 – Les propriétés d'un faisceau laser.
Montage 5: Placer un écran recouvert de papier millimétré à la sortie d'un faisceau laser et mesurer le diamètre
(d) de la tâche lorsque l'écran est placé: - à 10 cm du laser , on a d1 =
- à 20 cm du laser , on a d2 =
a) Comparer les diamètres des tâches observées. Le faisceau émis par le laser est qualifié de directif, pourquoi?
Sachant que le faisceau laser est très énergétique: il peut développer une énergie très importante sur une petite
surface de l'ordre de quelques millimètres. (certains lasers peuvent perforer l'acier.)
b) Donner trois propriétés importantes d'un faisceau laser.
c) Applications : faire activité documentaire p 49 et 50.