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Autour de GK. Gustav Kirchhoff (1824-1887) Königsberg Bunsen Planck La lumiere La mecanique des mc.

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1 Autour de GK

2 Gustav Kirchhoff ( ) Königsberg Bunsen Planck La lumiere La mecanique des mc

3 Koenigsberg

4 Une ville celebre pour K Les tintinophiles Les CT Le pb des PdK (E….)

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6 Retour a K

7 Bunsen

8 K Roscoe

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10 Ils avaient la flamme de la passion

11 La spectroscopie KB sous limpulsion de K vont revolutionner la physique experimentale ET theorique Planck: eleve de K

12 Mais pas trop vite. Retour en arriere

13 Lumiere: quest ce que cest Dou vient la lumiere Rayons Ondes, phenomene vibratoire Comment expliquer les couleurs Lumiere et energie?

14 Historique de la spectroscopie Lien 1: Club dastro de Lyon-Ampere Lien 2: Presentation de Jean Mahwin

15 La lumiere se deplace en lignes droites

16 Newton SEPARE la lumiere Theories de la refraction Medieval (grosseteste-oxford) Et avant : IbnSina –Avicenne, Ibn al-HaythamIbn al-Haytham (Alhazen, 965–1040)

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18 Non la lumiere ne se deplace PAS en lignes droites! Elle contourne les obstacles! Diffraction : un jesuite de Bologne Francesco GrimaldiFrancesco Grimaldi Late in the 17th century, Francesco Grimaldi1 (1660) and Robert Hooke2 (1672) noticed colored fringes, or light bands, in the shadows cast by small apertures, or sharp straightedges, illuminated by a light whose source was near at hand. The remarkable variation of light and dark bands, and the surprising intrusion of light inside the geometrical shadow, demanded an explanation beyond 17th century understanding. Christiaan Huygens3(1690), in an attempt to bring theory into line with observation, proposed light to have properties of a speedy spherically expanding wave front made by the interference of a multitude of similarly expanding wavelets LIEN

19 Theorie ondulatoire de la lumiere longueurs donde, frequence On ne sait pas vraiment comment representer cette onde- on se base sur le principe dHuyghens-Fresnel Kirchhoff va faire une contribution de taille: formules de calcul (integrale de Kirchhoff)

20 La theorie mathematique de la lumiere

21 PD, optimalite et eq de H-J-B

22 Theorie scalaire de la diffraction

23 KF-DT (optics) A theory of diffraction of light which gives a mathematical formulation of Huygens' principle, based on the wave equation and Green's theorem, and enables quantitative determination of the amplitude and phase at any point to a very close approximation. LIEN tuant! : kirchhoff.ppt#265,10,Fresnel-Kirchhoff diffraction formula.

24 NotaBene On se dirige progressivement vers la comprehension moderne des ondes lumineuses: Eq de Maxwell (utilisees sous une forme appauvrie –eq de Helmholz- par K!) lumiere et electricite sont intimement associees Mais la theorie est scalaire –plus tard on comprend-avec Maxwell laspect TRANSVERSAL des vibrations – magnifiquement illustre par les experiences de Herz dans le domaine des ondes radio

25 le spectre des ondes EM

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27 Ca a pris du temps: la premiere cle: lumiere et energie Un clarinettiste hannovrien –georgeII- decouvre de la LUMIERE INVISIBLE en sondant limage PHYSIQUEMENT (comment?)

28 La lumiere a une action MATERIELLE Et de lautre cote Johann Ritter et les UVJohann Ritter Applications en medecine Lien litteraireLien The Form and Function of Scientific DiscoveriesThe Form and Function of Scientific Discoveries Die historische Entwicklung der ElektrochemieDie historische Entwicklung der Elektrochemie

29 Ainsi donc lumiere,chaleur et matiere (transformations chimiques) sont intimement connectees. Mais comment? Cest la quinterviennent K et B!

30 On peut chauffer un corps a distance sans le toucher Les rayons du soleil Un four 3 manieres de transmettre la chaleur: enumerez les La lumiere contient de lenergie. Combien?

31 KB Newton avait affranchi le spectre de la matiere (on croyait que la couleur venait dune transformation de la lumiere blanche par la matiere mais lEN analysait pour une matiere unique et synthetisait TOUTES les couleurs! N a tue la theorie pigmentaire de la lumiereon croyait que KB vont replonger la lumiere dans ses interactions physiques avec la matiere!

32 Ce que savait K (et peut-etre B mais surtout K)

33 1.Des fissures dans la lumiere terrestre Melvill John Herschel

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36 2.Des fissures dans la lumiere celeste!

37 Dabord 7

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39 Puis 576! Loeil ne suffit plus! Naissance de lIdee du spectroscope!

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41 A quoi pense K? Donc en etalant la lumiere on voit quelle peut, dans certaines circonstances, presenter des lacunes Quelles sont ces circonstances? Quel rapport y-a-il entre les fissures et les raies de lumieres des spectres de flammes?

42 Et B la dedans? Le bec Bunsen: flamme incolore Regler la virole Identifier des elements chimiques? Bio Gottingen,Paris,Vienne,Islande,Heidelberg Pile(Leclanche) Liebig,antidote a larsenic Rencontre K : travaux sur la spectroscopie

43 Une experience cruciale 1859

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46 Decouverte des lois de transfert de chaleur par radiation Larme utilisee est celle de la thermodynamique: energie/entropie IMP Ou va lenergie incidente 1=r+a+z Corps blanc,noir,gris,coloré Tout corps chaud emet de la lumiere visible ou non – a toute lo- Le CN est celui qui emet le plus possible- et absorbe le plus possible de lumiere a T donne

47 Lemissivite e = Emission/EmissionCN Deux corps en regard quelles que soient leurs substances, emettent de la lumiere lun vers lautre et aussi,simultanement, absorbent la lumiere venant de lautre corps Pour que les corps ne sechauffent pas spontanement, UNE FOIS l;equilibre atteint il faut que le pouvoir absorbant a = e A=e=1 pour le cas du CN LIEN Le corps noir devient un corps de reference universel

48 a=0 (z=1) transparence: gaz H2 O2 N2 Donc nemettent peu de lumiere a pas nul z pas 1 H20 CO2 les molecules! Elles absorbent et donc emettent de la lumiere DANS certaines bandes de frequences Solides,liquides et substances denses: en general bon absorbeurs et emetteurs de rayonnement thermique

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