La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

Messages de la lumière 1.Le prisme : un système dispersif 2.Les spectres d’émission et d’absorption 3.Application à l’astrophysique.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "Messages de la lumière 1.Le prisme : un système dispersif 2.Les spectres d’émission et d’absorption 3.Application à l’astrophysique."— Transcription de la présentation:

1 Messages de la lumière 1.Le prisme : un système dispersif 2.Les spectres d’émission et d’absorption 3.Application à l’astrophysique

2 1.Le prisme : un système dispersif 1. Décomposition de la lumière par un prisme Newton a été le premier a décomposer la lumière par un prisme. Cette expérience a été réalisée en 1666 Source lumineuse (par ex. le soleil) Une fente Des lentilles convergentes Le spectre

3 1.Le prisme : un système dispersif 1. Décomposition de la lumière par un prisme De combien de couleurs est constitué le spectre suivant ? 1.7 La bonne réponse est la réponse 3 : une infinité Une infinité

4 I.Le prisme : un système dispersif 2. Comment expliquer qu’un prisme disperse la lumière ? 2.1. Lois de Descartes sur la réfraction Air Verre Rayon incident Rayon réfracté Normale Angle d’incidence i Angle de réfraction r Première loi de Descartes : Le rayon incident et le rayon réfracté sont dans le même plan. Deuxième loi de Descartes : Le sinus de l’angle de réfraction r et le sinus de l’angle d’incidence i sont proportionnels. sin i = n sin r Le coefficient de proportionnalité n est l’indice de réfraction du milieu dans lequel se propage le rayon réfracté

5 I.Le prisme : un système dispersif 2. Comment expliquer qu’un prisme disperse la lumière ? 2.2. Caractérisation d’une radiation monochromatique. Une radiation monochromatique est une lumière qui ne peut pas être décomposée par un prisme (ex : la lumière émise par un laser) Une radiation monochromatique est caractérisée par sa longueur d’onde .

6 I.Le prisme : un système dispersif 2. Comment expliquer qu’un prisme disperse la lumière ? 2.3. Variation de l’indice d’un milieu transparent selon la radiation (l’un étant l’air). Le trajet de la lumière à travers un prisme n’est pas le même selon sa couleur. Le trajet dépend de l’indice du milieu. Classer par ordre croissant les indices du milieu correspondant à chaque longueur d’onde. Réponse : n rouge < n jaune < n vert < n violet • la radiation violette est plus déviée que la radiation rouge (c’est à dire que le rayon réfracté se rapproche plus de la normale). • avec sin i rouge = sin i violet = constante on a sin i rouge / sin r rouge < sin i violet / sin r violet donc n rouge < n violet

7 II.Les spectres d’émission et d’absorption 1. Les spectres d’émission 1.1. Les spectres d’émission continus. Le spectre d’émission de la lumière blanche émise par une étoile est un spectre d’émission continu. Le spectre d’émission de la lumière émise par une lampe à incandescence est un spectre d’émission continu Exemple de spectres d’émission continus.

8 II.Les spectres d’émission et d’absorption 1. Les spectres d’émission Quelle est le point commun entre les deux sources lumineuses précédentes ? Réponse : Les deux sources lumineuses ont une origine thermique, leur spectre aussi. Si la température de l’étoile était plus élevée, le spectre s’enrichirait-il en violet ou en rouge ? Réponse : Elle s’enrichirait en violet. Proposer une expérience simple utilisant une lampe à incandescence afin de mettre en évidence l’enrichissement en violet du spectre. Réponse : On alimente une lampe à incandescence avec une source de tension ajustable. On augmente progressivement la tension d’alimentation de la lampe jusqu’à atteindre sa tension nominale. Le spectre de la lampe sous-alimentée ne présente pas de violet. Le spectre de la lampe correctement alimentée présente l’ensemble des radiations du spectre visible Origine des spectres d’émission continus Les spectres d’émission continus.

9 II.Les spectres d’émission et d’absorption 1. Les spectres d’émission 1.2. Les spectres d’émission discontinus. Le spectre d’émission d’un gaz (ex : vapeur de mercure) est un spectre d’émission discontinu Exemple de spectres d’émission discontinus.

10 II.Les spectres d’émission et d’absorption 1. Les spectres d’émission 1.2. Les spectres d’émission discontinus. La double raie du sodium (589 nm et 589,6 nm) caractérise cet élément chimique Un spectre de raies : la « signature » d’un élément. Ex : Raies du sodium

11 II.Les spectres d’émission et d’absorption 2. Les spectres d’absorption 2.1. Exemple de spectre d’absorption Un spectre d’absorption est un spectre obtenu en analysant la lumière blanche qui a traversé cette substance. Raies d’absorption

12 II.Les spectres d’émission et d’absorption 2. Les spectres d’absorption 2.2. Bandes d’absorption d’une solution colorée Spectre continu de la lumière blanche (pour comparaison) Spectre d’absorption d’un sirop de menthe Quelle sont les couleurs qui ne sont pas absorbées ? Réponse : bleu clair – vert - jaune Quelles sont les couleurs absorbées ? Réponse : Violet – bleu foncé et orange - rouge Quelle est alors la couleur d’un sirop de menthe ? Réponse : vert

13 II.Les spectres d’émission et d’absorption 2. Les spectres d’absorption 2.3. Raies d’absorption caractéristiques d’un atome ou d’un ion. Spectre d’absorption (lampe à vapeur de sodium) Les raies d’absorption caractérisent un élément chimique Longueur d’onde (nm) : 589,0 589,6 2 raies très proches

14 II.Les spectres d’émission et d’absorption 3. Les spectres : On fait le bilan ? Attribuer à chaque spectre les situations expérimentales correspondantes (1) (2) (3) (A) (B) (C)

15 II.Les spectres d’émission et d’absorption 3. Les spectres d’absorption : On fait le bilan ? Réponse : (1) (2) (3) (B) (C) (A)

16 III.Application à l’astrophysique 1. A la découverte de Betelgeuse ou comment connaître sa composition sans être forcé de s’y rendre. Betelgeuse est une étoile de la constellation d’Orion. Il s’agit d’une géante rouge Comparer sa taille avec celle de l’orbite de Jupiter ! C’est elle ! Elle est située à 427 années-lumière Quelques infos.

17 III.Application à l’astrophysique 1. A la découverte de Betelgeuse ou comment connaître sa composition sans être forcé de s’y rendre Analyse du spectre continu d’une étoile. L’analyse du spectre d’émission continu d’origine thermique nous permet de déterminer la température à la surface de l’étoile. L’intensité lumineuse est maximale pour une longueur d’onde donnée  qui est liée à la température de la surface de l’étoile. Par ex. pour Betelgeuse  = 906 nm (I. R) qui correspond à une température égale à T = K.

18 III.Application à l’astrophysique 1. A la découverte de Betelgeuse ou comment connaître sa composition sans être forcé de s’y rendre Analyse du spectre de raies de Betelgeuse. Le spectre de raies se superpose au spectre continu de l’étoile. Il est dû à la présence d’espèces chimiques dans la couche gazeuse externe relativement froide de l’étoile. S’agit-il alors d’un spectre de raies d’émission ou d’absorption ? Réponse : Il s’agit d’un spectre de raies d’absorption.  ( m)


Télécharger ppt "Messages de la lumière 1.Le prisme : un système dispersif 2.Les spectres d’émission et d’absorption 3.Application à l’astrophysique."

Présentations similaires


Annonces Google