Sources de lumière colorée

Laser show

1. Les différents types de sources lumineuses.

1.1 les sources lumineuses chaudes et froides

La lumière et les artisteshttp://www.lesite.tv/recherche/lumiere/7-5-fiche_titre-

&ne=1&tri=fiche_titre&mcl=lumiere

Les sources lumineuses chaudes

Elles produisent à la fois de la lumière et de la chaleur

Lampe à incandescence

Etoile

Le feu

L’éclairage et sa consommation énergétiquehttp://www.lesite.tv/videotheque/0729.0000.00-cest-pas-sorcier

Les lampes à incandescence La lampe à incandescence, invention de T. Edison en 1879 est formée d’un filament de carbone dans le vide à l’origine, de tungstène placé dans un gaz chimiquement inerte de nos jours. Depuis une quarantaine d’années, on utilise les lampes halogènes. Ce sont des lampes à incandescence dont l’atmosphère gazeuse contient des dihalogènes : dibrome Br2 ou diiode I2. Cela permet de ralentir l’ « évaporation » du tungstène et son dépôt sur le verre de l’ampoule. On obtient ainsi des lampes plus lumineuses et à durée de vie plus longue.Une étoile est un astre qui produit et qui émet de la lumière. Le soleil est une étoile. Il existe des milliards d’étoiles dans l’univers (Proxima du centaure, Sirius, Capella, Rigel, Vega….)Dans le cas du soleil : c’est une étoile jaune, sa température de surface est voisine de 5500°C, il fait parti des étoiles naines ; diamètre autour de 1400000 km (110 fois le diamètre de la Terre), une masse de 2,0.1030kg. Il se situe à environ 150 millions de kilomètre de la Terre.

La lumière du soleil:

Une ampoule à incandescence

Les sources lumineuses froides

Elles produisent essentiellement de la lumière

L’efficacité des lampes et l’optimisation de l’éclairage dans l’habitat. http://www.lesite.tv/videotheque/0729.0000.00-cest-pas-sorcier

Les tubes fluorescents appelés tubes au néon ou néon font partie des tubes à décharge. Remarque : une décharge dans un gaz est analogue à ce qui se produit au cours d’un éclair : les décharges électriques s’effectuent entre le nuage et le sol. Des particules chargées circulent et cela se manifeste par une production de lumière.  

Les tubes fluorescents contiennent donc un mélange de gaz rares et de vapeur de mercure à basse pression dans un tube revêtu intérieurement d’une poudre fluorescente. On produit une décharge électrique entre deux électrodes ; cela engendre, à l’intérieur du tube, une lumière invisible (UV) qui, en frappant le revêtement fluorescent, se transforme en une lumière blanche pratiquement identique à la lumière du jour.

http://www.lesite.tv/recherche/lumiere/3-5-fiche_titre-&ne=1&tri=fiche_titre&mcl=lumiere

Aujourd’hui on utilise majoritairement les lampes fluo compactes : ce sont des fluorescents repliés sur eux-mêmes et qui contiennent, dans le culot de la lampe, les systèmes électroniques permettant la mise en marche rapide et son fonctionnement. Cela a permis de miniaturiser le tube fluorescent et d’accroître sa performance et sa durée de vie. On trouve aussi des lampes à décharge : ce sont des lampes qui contiennent un gaz déterminé qui conditionnera la couleur de la lumière émise(argon : bleu, sodium : jaune orangé…). Leur fonctionnement est le même que pour les tubes à décharge. Elles sont utilisées en particulier dans laconception des enseignes lumineuses, éclairage d’autoroutes….

Schéma du fonctionnement de la lampe fluorescente compacte. 1 - L'ampoule fluocompacte est un tube fluorescent en version miniature. La base de l'ampoule abrite des composants électroniques qui assurent un éclairage continu. 2 - À la cathode du tube, un filament produit des électrons. Un arc électrique se propage alors à l'intérieur du tube provocant un va-et-vient régulier d'électrons. 3 - Les électrons percutent des atomes de mercure dans le tube, ce qui émet des rayons ultraviolets (UV). 4 - Les UV heurtent une couche fluorescente en surface du tube, composé de sels de phosphore. Ceux-ci réagissent aux UV en émettant une lumière visible blanche.

Les Diodes Electro-Luminescentes DEL ou LED:http://www.lesite.tv/videotheque/0729.0000.00-cest-pas-sorcier

Une DEL (diode électroluminescente)

1.2 Lumière monochromatique ou

polychromatique.

2. Longueur d’onde d’une radiation lumineuse.

http://www.pedagogie.ac-nantes.fr/1173799738531/0/fiche___ressourcepedagogique/&RH=1309459107744

http://www.ostralo.net/3_animations/swf/ondesEM_frise.swf

http://www.animations.physics.unsw.edu.au/jw/light/Electromagnetic_transverse_waves.htm#3

http://uel.unisciel.fr/physique/interf/interf_ch01/co/simuler_ch01_06.html

Dans l’air:

2. Influence de la température sur la lumière

émise.

2.1 Le corps noir.

Lorsqu’un corps reçoit un rayonnement, il en absorbe une partie et diffuse le reste. Par exemple, une surface métallique polie diffuse une forte proportion du rayonnement reçu alors qu’un corps qui apparaît noir en diffuse peu. Le cas idéal du corps qui ne diffuserait rien du rayonnement reçu est appelé corps noir. Il absorbe tous les rayonnements quelque soit la longueur d’onde. Le corps noir est aussi un émetteur idéal dont le rayonnement ne dépend que de la température.

2.2 Loi de Wien

Pour certaines sources, appelées « corps noirs », la variation de l’intensité lumineuse avec la longueur d’onde ne dépend que de la température

lmax.T=2,9.10-3 K.m

3. Pourquoi un gaz excité par une tension électrique émet-il de la lumière.

  1) le photon

La lumière est constituée de corpuscules appelés photons.  A chaque photon correspond une onde électromagnétique de longueur d'onde l, de fréquence n et de célérité 'c' dans le vide  (c = 3,00x108 m.s-1 ). Un photon a une masse nulle et une énergie E, produit de la constante de Planck 'h' par sa fréquence n.  Dans le cas ou le photon se déplace  dans le vide son énergie est :

unité : E en joule, h = 6,62.10-34 J.s, T période de l'onde électromagnétique(s); ' ' fréquence (Hz) ; 'c' célérité (m.s-1). L’énergie d’un photon étant très faible on utilise souvent l’électronvolt(eV) comme unité d’énergie.1 eV = 1,60x10-19 J.

2) Quantification des niveaux d'énergie électronique d'un atome : postulat de Bohr

http://rea.decclic.qc.ca/dec_virtuel/Chimie/202-NYA-05/Chimie_generale/Modeles_atomiques/Modele_de_Bohr/atome.swf

3) Emission d'un photon/désexcitation

Lorsqu'un atome se désexcite en effectuant une transition électronique d'un niveau d'énergie Ep à un niveau d'énergie plus faible 'En', il émet un photon d'énergie :

Unité : Epet  En en joule (J), h constante de Planck, h = 6,62.10-34J.s ,  fréquence(Hz) de l'onde électromagnétique associé au photon, c (m.s-1 ) célérité du photon.

Afin d'interpréter le spectre d'émission de l'atome d'hydrogène, en 1913 M. Bohr énonce les postulats suivants :

- L'atome possède différents niveaux d'énergie  bien définis, E1, E2, E3 etc. Il s'agit de valeurs discontinues (ou discrètes), et non de valeurs continues. - Les variations d'énergie EP – En de l'atome sont quantifiées. Lorsque l'atome passe d'un état d'énergie 'Ep' élevé à un niveau d'énergie 'En' plus faible, il libère une énergie égale à  Ep - En. 

Le niveau de plus basse énergie de l'atome est appelée le niveau fondamental. Lorsqu'un atome se trouve à un niveau d'énergie supérieur au niveau fondamental, on dit qu'il est excité. Dans l’état d’énergie nulle l’atome est ionisé. 

Exemple : lampe spectrale au sodium

4. étude du spectre du soleil