INTERROGATION 1
Partie 1 : Observer Chapitre 3 : Sources de lumières colorées. 1èreS ... 2700 °C)
sans provoquer de modifications physiques (déformation, changement d'état).
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Evaluation du chapitre 3
Données : h = 6,626.10-34 J.s ; c = 2,998.108 m.s-1 ; 1 eV = 1,602.10-19 J
T(K) = T(°C) + 273 » max x T = A avec A = 2,90.10-3 m.K-1
Exercice 1 : Ampoule à incandescence.
Le filament d une ampoule à incandescence classique est en tungstène, un métal dont la température de fusion est très élevée (3400 °C). Ainsi, il est possible d élever fortement sa température (jusqu à
2700 °C) sans provoquer de modifications physiques (déformation, changement d état).
a. Exprimez et calculez la longueur d onde » max du maximum d intensité lumineuse du rayonnement pour la température de 2700 °C.
b. Dans quel domaine d onde se situe cette longueur d onde ? Justifiez.
La lumière émise par le soleil provient de la photosphère.
Exprimez et calculez la température du soleil dont la valeur de » max vaut 500 nm.
b. Justifiez que ce soit la photosphère dont la température est d environ 5500 °C qui est responsable de l émission de lumière.
Une lampe cherche à offrir une lumière la plus proche possible de celle du soleil et le tungstène possède la température de fusion la plus élevée parmi les métaux. Quel est lintérêt de lutiliser par rapport à dautres métaux ?
Exercice 2 : Loi de Wien
Certains satellites équipés de spectrophotomètres ont permis dobtenir le spectre du rayonnement émis par le soleil. La représentation graphique de lintensité lumineuse en fonction de la longueur donde » est proche de celle du modèle imaginé par M. Plank et passe par un maximum pour la valeur » max = 480 nm.
Représentez l allure de la courbe donnant cette intensité en fonction de ». Situez sur cette courbe les valeurs de » délimitant le spectre du visible.
Quelle couleur correspond à la longueur d onde » max ?
Comment expliquer que la couleur perçue par un observateur soit blanche ?
Exprimez et calculez la température de la surface du soleil en K puis en °C.
La Terre reçoit une partie du rayonnement solaire. Sa température moyenne vaut 15°C. Dans lhypothèse que la surface de la Terre obéit à la loi de Wien, exprimez et calculez la longueur donde du rayonnement maximum qui serait émis par la Terre.
Cette radiation appartient-elle au domaine du visible ? Sinon, dans quel domaine se situe-t-elle ?
Exercice 3 : Absorption dun photon
Le spectre de lumière émise par une lampe à vapeur de sodium fait apparaître principalement deux raies jaunes, très voisines de longueurs donde : 2468FdjÂÈÎüìØÄ°mUmUmUm>,hgDJhgDJCJOJPJQJ^JaJnH tH /hgDJhá$àCJH*OJPJQJ^JaJnH tH ,hgDJhá$àCJOJPJQJ^JaJnH tH /hgDJhá$à>*CJOJPJQJ^JaJnH tH &hgDJhgDJ5>*CJOJQJ^JaJ&hgDJhj8D5>*CJOJQJ^JaJ&hgDJhj8D5>*CJ OJQJ^JaJ &hgDJhá$à5>*CJ OJQJ^JaJ &hgDJhgDJ5>*CJ OJQJ^JaJ 468ÎH J L N 2 Ü Þ à â r
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Expliquez la modification que subit un atome de sodium lorsqu il émet de la lumière.
Un atome initialement dans son état fondamental peut-il contribuer à l émission de lumière ?
Les transitions associées aux deux raies jaunes du spectre d émission du sodium font intervenir toutes les deux le niveau fondamental de l atome dont la valeur d énergie vaut E0 = 5,139 eV.
a. Exprimez et calculez en J et en eV les énergies de transition E1 et E2 correspondant à ces deux émissions de lumière.
b. Exprimez et calculez les valeurs des énergies des niveaux E1 et E2.
Représentez sans souci d échelle la partie du diagramme des niveaux d énergie identifiés de l atome intervenant dans les transitions précédentes. Représentez ces transitions ainsi que l émission du rayonnement.
Sans calcul, donnez la valeur de l énergie de transition correspondant à l absorption d un photon d énergie 3,373.10-19 J. Justifiez son signe.
Dans un diagramme d énergie, que représente E " ? Quelle est la valeur d énergie qui lui est attribuée ? Exprimez et calculez l énergie de transition correspondant à la formation de l ion sodium à partir de l état fondamental.
N importe quel photon peut-il être absorbé par l atome ?
MmeMonégerPartie 1 : Observer Chapitre 3 : Sources de lumières colorées1èreS
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