Chapitre 3 (ch 4-5 du livre)

Ce sont des sources de lumière secondaires. Une source qui produit sa propre lumière est une source primaire.

Doc 6 p 68 Doc 7 p 68

Doc 8 p 68 et 9 p 83

Doc 4 p 67 Des lumières qui ont des spectres différents peuvent produire la même sensation de couleur pour un observateur

Doc 12-13 p 70

III PHOTONS ET SPECTRES D’UN ATOME Pour émettre de la lumière, la source de lumière doit dépenser de l’énergie (on consomme de l’énergie électrique pour faire fonctionner une lampe). Inversement, lorsque la lumière est absorbée par la matière, la matière reçoit de l’énergie (exemple : panneau solaire). La lumière transporte de l’énergie.

Comment peut-on interpréter la différence entre ces deux spectres d'émission, correspondant aux atomes de mercure et de cadmium ?

1) modèle corpusculaire de la lumière L’effet photoélectrique : Activité p. 81 du livre Nathan Animation http://phet.colorado.edu/en/simulation/photoelectric

2) niveaux d'énergie d'un atome En 1913, le physicien Bohr montre que l'énergie d'un atome est quantifiée : son énergie ne peut prendre que des valeurs discrètes (elle ne peut pas varier de manière continue). Chaque atome est caractérisé par des niveaux d’énergie. Dans son état fondamental, l’atome est à son niveau d’énergie le plus bas. Aux autres niveaux, l’atome est dans un état excité. Le passage d'un niveau d'énergie à un autre s’appelle une transition. (doc 10 p 85)

Expérience de Franck et Hertz : Dans l'expérience, Franck et Hertz ont fait circuler un faisceau d'électrons qui peuvent alors entrer en collision avec des atomes. On mesure en eV la variation d’énergie entre l’état initial (tous les électrons ont la même énergie cinétique) et l’état final (les électrons ont traversé le gaz hélium et rencontré le détecteur) : ∆E = Efinale – Einitiale L’analyse électrique des électrons après qu’ils ont traversé la cible gazeuse montre que la plupart des électrons conservent leur énergie (∆E = 0) mais que d’autres ont perdu de l’énergie (∆E cédée > 0). Ces pertes prennent des valeurs non continues et bien précises. On parle d’un échange discret de l’énergie.

3) Spectre d’émission d'un atome Doc 11 p 86 En passant d’un état excité d’énergie Esup à un état d’énergie plus faible Einf, un atome émet un photon d’énergie ΔΕ = Esup - Einf Dans le spectre d’émission de cet atome, on pourra observer une raie de longueur d’onde :

Niveaux d’énergie de l’atome de sodium Niveaux d’énergie de l’atome de néon Niveaux d’énergie de l’atome d’hydrogène

Doc 12 p 86 4) Spectre d’absorption d'un atome Un atome dans un état d’énergie Einf peut absorber un photon d’énergie ΔΕ, s’il possède un niveau d’énergie supérieure Esup, tel que Esup - Einf = ΔΕ. Dans le spectre d’absorption de cet atome, on pourra observer une raie noire pour la longueur d’onde : doc 12 p 86

Doc 13 p 86

1) Température de surface du Soleil

2) Composition chimique de l’atmosphère du Soleil Doc 14 p 86