Chapitre Power Point Sources de lumière colorée

1. Sources de lumière colorée
Laser show

2. 1. Les différents types de
sources lumineuses.

3. 1.1 les sources lumineuses
chaudes et froides

4. La lumière et les artistes
http://www.lesite.tv/recherche/lumiere/7-5-fiche_titre-
&ne=1&tri=fiche_titre&mcl=lumiere

5. Les sources lumineuses chaudes
Elles produisent à la fois de la lumière et de la chaleur
Lampe à incandescence
Etoile
Le feu

6. L’éclairage et sa consommation énergétique
http://www.lesite.tv/videotheque/0729.0000.00-cest-pas-sorcier

7. Les lampes à incandescence
La lampe à incandescence, invention de T. Edison en 1879 est formée d’un
filament de carbone dans le vide à l’origine, de tungstène placé dans un gaz
chimiquement inerte de nos jours. Depuis une quarantaine d’années, on utilise
les lampes halogènes. Ce sont des lampes à incandescence dont l’atmosphère
gazeuse contient des dihalogènes : dibrome Br2 ou diiode I2. Cela permet de
ralentir l’ « évaporation » du tungstène et son dépôt sur le verre de l’ampoule. On
obtient ainsi des lampes plus lumineuses et à durée de vie plus longue.
Une étoile est un astre qui produit et qui émet de la lumière. Le soleil est une
étoile.
Il existe des milliards d’étoiles dans l’univers (Proxima du centaure, Sirius,
Capella, Rigel, Vega….)
Dans le cas du soleil : c’est une étoile jaune, sa température de surface est
voisine de 5500°C, il fait parti des étoiles naines ; diamètre autour de 1400000
km (110 fois le diamètre de la Terre), une masse de 2,0.1030kg. Il se situe à
environ 150 millions de kilomètre de la Terre.

8. La lumière du soleil:

9. Une ampoule à incandescence

10. Les sources lumineuses froides
Elles produisent essentiellement de la lumière

11. L’efficacité des lampes et l’optimisation de l’éclairage dans l’habitat.
http://www.lesite.tv/videotheque/0729.0000.00-cest-pas-sorcier

12. Les tubes fluorescents appelés tubes au néon ou néon font partie des tubes à décharge.
Remarque : une décharge dans un gaz est analogue à ce qui se produit au cours d’un
éclair : les décharges électriques s’effectuent entre le nuage et le sol. Des particules
chargées circulent et cela se manifeste par une production de lumière.
Les tubes fluorescents
contiennent donc un mélange de
gaz rares et de vapeur de
mercure à basse pression dans
un tube revêtu intérieurement
d’une poudre fluorescente. On
produit une décharge électrique
entre deux électrodes ; cela
engendre, à l’intérieur du tube,
une lumière invisible (UV) qui,
en frappant le revêtement
fluorescent, se transforme en
une lumière blanche
pratiquement identique à la
lumière du jour.

13. http://www.lesite.tv/recherche/lumiere/3-5-fiche_titre-
&ne=1&tri=fiche_titre&mcl=lumiere

14. Aujourd’hui on utilise majoritairement les lampes fluo compactes : ce sont
des fluorescents repliés sur eux-mêmes et qui contiennent, dans le culot de
la lampe, les systèmes électroniques permettant la mise en marche rapide et
son fonctionnement. Cela a permis de miniaturiser le tube fluorescent et
d’accroître sa performance et sa durée de vie.
On trouve aussi des lampes à décharge : ce sont des lampes qui contiennent
un gaz déterminé qui conditionnera la couleur de la lumière émise
(argon : bleu, sodium : jaune orangé…). Leur fonctionnement est le même
que pour les tubes à décharge. Elles sont utilisées en particulier dans la
conception des enseignes lumineuses, éclairage d’autoroutes….

15. Schéma du fonctionnement de la lampe
fluorescente compacte.
1 - L'ampoule fluocompacte est un tube
fluorescent en version miniature. La
base de l'ampoule abrite des
composants électroniques qui assurent
un éclairage continu.
2 - À la cathode du tube, un filament
produit des électrons. Un arc électrique
se propage alors à l'intérieur du tube
provocant un va-et-vient régulier
d'électrons.
3 - Les électrons percutent des atomes
de mercure dans le tube, ce qui émet
des rayons ultraviolets (UV).
4 - Les UV heurtent une couche
fluorescente en surface du tube,
composé de sels de phosphore. Ceux-ci
réagissent aux UV en émettant une
lumière visible blanche.

16. Les Diodes Electro-Luminescentes DEL ou LED:
http://www.lesite.tv/videotheque/0729.0000.00-cest-pas-sorcier

18. Une DEL (diode électroluminescente)

19. 1.2 Lumière monochromatique
ou polychromatique.

20. 2. Longueur d’onde d’une
radiation lumineuse.

21. http://www.pedagogie.ac-
nantes.fr/1173799738531/0/fiche___ressourcepedagogique/&RH=1309459107744

22. http://www.ostralo.net/3_animations/swf/ondesEM_frise.swf

23. http://www.animations.physics.unsw.edu.au/jw/light/Electromagnetic_transv
erse_waves.htm#3

24. http://uel.unisciel.fr/physique/interf/interf_ch01/co/simuler_ch01_06.html

25. Dans l’air:

26. 2. Influence de la température
sur la lumière émise.

27. 2.1 Le corps noir.
Lorsqu’un corps reçoit un rayonnement, il en absorbe une partie et diffuse le
reste. Par exemple, une surface métallique polie diffuse une forte proportion du
rayonnement reçu alors qu’un corps qui apparaît noir en diffuse peu.
Le cas idéal du corps qui ne diffuserait rien du rayonnement reçu est appelé
corps noir. Il absorbe tous les rayonnements quelque soit la longueur d’onde.
Le corps noir est aussi un émetteur idéal dont le rayonnement ne dépend que de
la température.

30. 2.2 Loi de Wien
Pour certaines sources, appelées « corps noirs », la variation de
l’intensité lumineuse avec la longueur d’onde ne dépend que de la
température
lmax.T=2,9.10-3 K.m

31. 3. Pourquoi un gaz excité par une
tension électrique émet-il de la
lumière.

32. 1) le photon
La lumière est constituée de corpuscules appelés photons. A chaque photon
correspond une onde électromagnétique de longueur d'onde l, de fréquence n et
de célérité 'c' dans le vide (c = 3,00x108 m.s-1 ). Un photon a une masse nulle et
une énergie E, produit de la constante de Planck 'h' par sa fréquence n. Dans le
cas ou le photon se déplace dans le vide son énergie est :
unité : E en joule, h = 6,62.10-34 J.s, T période de l'onde
électromagnétique(s); ' ' fréquence (Hz) ; 'c' célérité (m.s-1).
L’énergie d’un photon étant très faible on utilise souvent l’électronvolt(eV)
comme unité d’énergie.
1 eV = 1,60x10-19 J.

33. 2) Quantification des niveaux d'énergie électronique d'un
atome : postulat de Bohr
http://rea.dec
clic.qc.ca/dec
_virtuel/Chim
ie/202-NYA-
05/Chimie_ge
nerale/Model
es_atomiques
/Modele_de_
Bohr/atome.s
wf

34. 3) Emission d'un photon/désexcitation
Lorsqu'un atome se désexcite en effectuant une transition électronique d'un
niveau d'énergie Ep à un niveau d'énergie plus faible 'En', il émet un photon
d'énergie :
Unité : Epet En en joule (J), h constante de Planck, h = 6,62.10-34J.s
, fréquence(Hz) de l'onde électromagnétique associé au photon, c (m.s-1
) célérité du photon.

35. Afin d'interpréter le spectre d'émission de l'atome d'hydrogène, en 1913 M.
Bohr énonce les postulats suivants :
- L'atome
possède différents
niveaux d'énergie bien
définis, E1, E2, E3 etc.
Il s'agit de valeurs
discontinues (ou
discrètes), et non de
valeurs continues.
- Les variations
d'énergie EP – En de
l'atome sont
quantifiées.
Lorsque l'atome passe
d'un état d'énergie 'Ep'
élevé à un niveau
d'énergie 'En' plus
faible, il libère une
énergie égale à Ep -
En.

36. Le niveau de plus basse énergie de l'atome est appelée le niveau
fondamental. Lorsqu'un atome se trouve à un niveau d'énergie supérieur
au niveau fondamental, on dit qu'il est excité.
Dans l’état d’énergie nulle l’atome est ionisé.

37. Exemple : lampe spectrale au sodium

40. 4. étude du spectre du soleil