7/25/2019 Sources de Lumières Colorées
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Sources de lumières colorées
I- Les sources de lumières
1) Les sources à incandescence
-Tout corps chaud qui émet un rayonnement électromagnétique dans le visible lorsqu'ilest maintenu à une température suffisamment élevée
2) Les sources à luminescence
-Tout ce qui n'est pas une source à incandescence
II- Lumière colorée et ondes électromagnétiques
1)Sources monochromatique ou polychromatique
-Une source de lumière polychromatique contient plusieurs radiations de couleurs (exsoleil!
-Une source de lumière monochromatique contient une seule radiation de couleur (exlaser!
-Une radiation est caractérisée par sa longueur d'onde notée " avec " en mètre
-#'oeil humain per$oit les radiations de longueur d'onde comprise entre "%&nm(bleu! à "%nm (rouge!
-#es U) se situent entre le violet et les rayons *+ ils peuvent servir à activer des réactionschimiques
-#es infrarouges se situent entre le rouge et les ondes radio, Un corps chauffé auxtempératures courantes dans notre environnement émet des rayons infrarouges
2)Composition colorée d'une source
-Une lumière polychromatique est formée par la superposition d'un ensemble de lumières
monochromatiques
-Une lumière monochromatique peut donner la mme sensation de couleurpolychromatique (l'oeil ne fait pas la différence!
-#a couleur d'une source lumineuse est caractérisée par son profil spectral(courbed'intensité lumineuse de chaque lumièremonochromatique qui la compose!
III- La couleur des corps chaués
1)Sources thermiques
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-Un corps dense (solide+liquide+ga. sous forte pression! émet un rayonnementthermique qui dépend de sa température
-/lus la température augmente+ plus la couleur tend vers le bleu+ plus latempérature diminue+ plus la couleur tend vers le rouge
2)Loi de !ien
-0et en relation la température du corps la longueur d'onde la plus intense ("max! de lalumière qu'il émet
-1n a donc T % (2+3x4 -5 !6 ("max!
7vec "max en mètre et T en 8elvin (%Température en degré 9elsius : 2;5!
")Commentaires des proils spectrau# et de la ormule
-/lus la température est élevée plus "max est faible
-/lus la température est faible plus "max est élevé
-#a couleur est due à l'ensemble des radiations émises+ elle varie donc selon latempérature
$)%uel est l'origine de l'émission par une source roide
-/rocessus de luminescence, 1n va décrire les échanges entre la matière à l'aide d'unmodèle corpusculaire
I& odèle corpusculaire
1)Le photon( modèle crépusculaire
-#a lumière est un ensemble de particules appelées photon
-9es particules sont tou<ours en mouvement et se déplacent à la célérité (vitesse de lalumière+ environ 5+x4 m6s dans le vide et dans l'air!
-Un photon transporte de l'énergie
-1n a = % h x > (ou = % h x f !
= énergie en <oule+ > ou f fréquence en hert.+ h constante de /lanc8 (%?+?5x4-5&
-1n a aussi = % h x 96" avec "% longueur d'onde en mètre
-Une radiation est caractérisée par sa longueur d'onde " en mètre ou par sa fréquence
-#a relation entre la fréquence(@! et la longueur d'onde est " % 96@ avec @ en Aert.
-Une radiation est composée de photon identique (donc une lumière monochromatique
est composé de photons identique!
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Bemarque comme unité d'énergie+ on utilise l'électronvolt 4 e) % 4+?x4-43 Coules
2)%uantiication de l'énergie et des atomes
a) odèle de ohr
-#'énergie d'un atome ne peut prendre que certaine valeurs précise (il n'y a pas devaleurs intermédiaire!
-Un atome ne peut donc exister que dans des états définit car un état est caractérisé parune quantité d'énergie
1n dit que l'énergie est quantifiée
) représentation
Diagramme des niveaux d'énergies de l'atome d'hydrogène
-Etat fondamentale énergie minimale+ état le plus stable
-Etat excité l'atome contient plus d'énergie car il en a re$us
-Etat F ou état ionisé+ les électrons ont été arraché du noyau + on définit généralementEtatF % e)
") Interaction lumière-matière
-Un atome6ion6molécule qui change d'état énergétique (gagne6perd del'énergie! émet ou absorbe un photon
-9eci est une GtransitionG+ symbolisée par une flèche sur le diagramme énergétique
a) *mission de lumière
-Un atome excité (qui re$oit de l'énergie! veut immédiatement retourner à un étatd'énergie plus faible ou à l'état fondamental
-/our cela+ il émet un photon qui contient une partie de l'énergie de l'atome
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Beprésentation
-Diminution de l'énergie de l'atome
H= % =sup - =inf % énergie du photon
-1n peut lier H= % h x > % h x c6"
) asorption de la lumière
-Un atome dans un état d'énergie inférieur absorbe un photon pour passer dans un étatd'énergie supérieur
- Il faut que le photon possède exactement l'énergie nécessaire pour passer dans un étatsupérieur (sinon+ il passe au travers!
1n a =sup % =inf:H=
-#e spectre d'absorption de cette atome aura une raie noire de fréquence (>! ou delongueur d'onde("! tel que
" % (h x c! 6 H=
Bemarque un photon absorbé est immédiatement ré émis dans une direction aléatoire
Spectre d'absorptions:
#e fond continu du spectre est dJ au rayonnement thermique de la photosphère
#es raies d'absorptions caractérisent les éléments chimiques que contientla chromosphère