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Lumière et ondes électromagnétiques (Différents types d'ondes (Rayons…
Lumière et ondes électromagnétiques
La lumière, une onde électromagnétique
λ=c*t
λ
en
mètre
c
3,00*10⁸ m.s⁻¹
t
période de l'onde par
seconde
𝜈=1/t
𝜈
= fréquence en
hertz
t
en
seconde
Corps noir est un objet théorique qui absorbe toutes les radiations qu'il reçoit et qui émet toutes les longueurs d'ondes quand il est chauffé
Loi de wien
θ=(2,898.10⁶/λmax)-273
λmax.T=2,898.10⁶
λmax la longueur d'onde maximale dans le vide en nm (intensité max)
T= température en K
θ= température en degré °C
Etude d'une lumière
Profil spectral
minimas et maximum d'intensité
Spectre
indique la température de la source
composition chimique de l'atmosphère
savoir différencier spectre d'émission et d’absorption
savoir que des spectres enregistrés au niveau terrestres et au niveau atmosphériques seront différents
Emission d'une lumière chaude
Lorsqu'un objet chaud émet de la lumière, il a un spectre continu
Contrairement à ce qu'on pourrait croire sur une caméra thermique
chaud=bleu
froid=rouge
Comment différencier les sources lumineuses ou radiations
Sources monochromatique et polychromatique
Polychromatique
=
plusieurs couleurs
dans le spectre d'émission
Plusieurs longueurs d'ondes dans le vide
Monochromatique
=
une seule
couleurs dans le spectre d'émission
Lumière caractérisée par une seul et unique fréquence
λ=c/𝜈
λ
en
mètre
c
3,00*10⁸ m.s⁻¹
𝜈
= fréquence en
hertz
Différents types d'éclairages
Luminescence: excitation d'un gaz par un courant électrique
Tube néon
L
Lampe fluorescente
DEL
Incandescence: un élément est chauffé jusqu'à ce qu'il émette de la lumière
Lampe à filament
Lampe halogène
Soleil
Différents types d'ondes
Ultraviolets:
-UV A (320nm<λ<400nm)
-UV B (280nm<λ<10nm)
-UV C (10nm<λ<280nm)
Cause du bronzage de la peaux
Le soleil émet des rayons UV
Infrarouges (800nm<λ<1mm)
Le corps humain émet un rayonnements infrarouge
En captant les rayonnements infrarouges, on peut indiquer la température
Utilisés en thermothérapie et permettent de détecter des tumeurs cancéreuses
Micro-ondes(1mm<λ<1cm)
Chauffer les aliments
Télécommunications (Internet, Wi-Fi)
Exposition à ces ondes en puissances élevées pourrait s'avérer dangeureux
Rayons X (10-3nm<λ<10nm)
Des rayons très énergétiques
Est absorbé par la matière en fonction de
Epaisseur de l'objet
Composition atomique de l'objet
Longueur d'onde du rayon
Utilisé en radiographie et en tomodensitométrie
Utilisés dans le traitement des cancers
Ondes radio (λ>1cm)
Transmission d'informations
Peut avoir des effets néfastes sur la santé par exemple en cas d'usage intensif de téléphones
Rayons Gamma (λ<10-3)
Ces rayons sont produits dans des conditions extêmes
Accélérateurs de particules
Réactions thermonucléaires
Etoile à neutrons
Emission d'une lumière par source froide
La lumière est composé de photon, une particule qui n'a pas de masse
Chacun de ses photons transporte un quantum d'énergie
Ephoton=h.(c/λ)=h.𝜈
Ne pas confondre 𝜈(nu) fréquence en Hertz et v la vitesse
c= vitesse de la lumière dans le vide 3,00.10⁸ m/s
h étant la constante de Planck 6,63.10⁻³⁴
λ étant la longueur d'onde en mètre
E= énergie d'un quantum d'un photon en Joule
A convertir en électron volt (eV) x1,60⁻¹⁹ ou /1,60⁻¹⁹
Quantification de l'énergie d'un atome
n= nombre quantique
état fondamental, c'est l'énergie minimale où l'atome à une stabilité maximale (n=1)
tous les autres niveaux (n>1) correspondent aux états excités
plus n est grand, plus l'énergie du niveau sera élevée
Emission de la lumière par un atome
Un atome dans état excité effectue une transition vers un état de plus faible énergie en émettant un photon, c'est la ionisation (c'est donc la différence d'énergie entre l'état initial et l'état final)
Ordres de grandeur
centi c 10⁻²
milli m 10⁻³
micro μ 10⁻⁶
nano n 10⁻⁹
pico p 10⁻¹²
femto f 10⁻¹⁵
