Sources de Lumières Colorées

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



-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!



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



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

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