16 Apprendre à rédiger Voici l’énoncé d’un exercice et un guide (en orange) ; ce guide vous aide : pour rédiger la solution détaillée ; pour retrouver les réponses numériques aux questions posées. Sirius 1re S © Nathan 2011

--> Faire une phrase pour introduire la formule qui traduit la loi de Wien. Énoncé et solution Les phares de voitures peuvent être équipés de lampes qui contiennent des halogènes à l’état gazeux. Le filament de tungstène peut alors être porté à une température élevée, voisine de 3 000 K, alors que pour une lampe à incandescence classique, elle n’est que de 2 500 K. a. En admettant que la loi de Wien est applicable au filament chauffé, calculer les longueurs d’onde lmax en nm, pour lesquelles l’intensité lumineuse est maximale pour chacune de ces deux lampes, et situer les radiations correspondantes par rapport au spectre visible. --> Écrire la formule littérale et préciser les unités. a. D’après la loi de Wien, la longueur d’onde pour laquelle l’émission a une intensité maximale est donnée par la formule : lmax en m  T en K Sirius 1reS © Nathan 2011

Énoncé et solution Les phares de voitures peuvent être équipés de lampes qui contiennent des halogènes à l’état gazeux. Le filament de tungstène peut alors être porté à une température élevée, voisine de 3 000 K, alors que pour une lampe à incandescence classique, elle n’est que de 2 500 K. a. En admettant que la loi de Wien est applicable au filament chauffé, calculer les longueurs d’onde lmax en nm, pour lesquelles l’intensité lumineuse est maximale pour chacune de ces deux lampes, et situer les radiations correspondantes par rapport au spectre visible. --> Faire le calcul numérique et donner les résultats avec l’unité demandée. Vérifier que les résultats sont 9,67  102 nm et 1,16  103 nm. Application numérique : pour T = 3 000 K lmax = 9,67  10-7 m = 9,67  102 nm pour T = 2 500 K lmax = 1,16  10-6 m = 1,16  103 nm lmax en m  T en K Sirius 1reS © Nathan 2011

Énoncé et solution Les phares de voitures peuvent être équipés de lampes qui contiennent des halogènes à l’état gazeux. Le filament de tungstène peut alors être porté à une température élevée, voisine de 3 000 K, alors que pour une lampe à incandescence classique, elle n’est que de 2 500 K. a. En admettant que la loi de Wien est applicable au filament chauffé, calculer les longueurs d’onde lmax en nm, pour lesquelles l’intensité lumineuse est maximale pour chacune de ces deux lampes, et situer les radiations correspondantes par rapport au spectre visible. --> Rappeler les valeurs limites des longueurs d’onde des radiations visibles. Vérifier que les valeurs trouvées correspondent à des radiations infrarouges. Les longueurs d’onde des radiations visibles sont comprises entre 400 nm et 800 nm. Les deux valeurs de lmax correspondent à des radiations infrarouges. lmax en m  T en K lmax = 9,67  102 nm (T = 3 000 K) lmax = 1,16  103 nm (T = 2 500 K) Sirius 1reS © Nathan 2011

Énoncé et solution Les phares de voitures peuvent être équipés de lampes qui contiennent des halogènes à l’état gazeux. Le filament de tungstène peut alors être porté à une température élevée, voisine de 3 000 K, alors que pour une lampe à incandescence classique, elle n’est que de 2 500 K. a. En admettant que la loi de Wien est applicable au filament chauffé, calculer les longueurs d’onde lmax en nm, pour lesquelles l’intensité lumineuse est maximale pour chacune de ces deux lampes, et situer les radiations correspondantes par rapport au spectre visible. b. Peut-on déduire les couleurs des lumières émises simplement à partir des valeurs de lmax? --> Expliquer pourquoi la couleur perçue ne dépend pas seulement du maximum d’intensité de la lumière émise. b. La couleur perçue ne dépend pas seulement de lmax, mais de l’ensemble des radiations émises. On pourrait avoir une idée de cette couleur à partir de la forme des courbes de l’intensité de la lumière émise en fonction de la longueur d’onde. Sirius 1reS © Nathan 2011