Fiche de révision : Dispersion de la lumière et spectres

📋 Plan du Cours

1. Dispersion et caractéristiques des radiations
2. Spectres continus et température
3. Domaine visible et types de lumière
4. Spectres de raies d’émission

📖 1. Dispersion et caractéristiques des radiations

🔑 Notions clés & Définitions

• Spectre de la lumière : Figure colorée obtenue après la dispersion de la lumière sur un écran.
• Radiation : Une radiation est caractérisée par sa longueur d’onde, notée λ.
• Système dispersif : Un prisme ou un réseau est un système dispersif qui décompose la lumière.

📝 Points essentiels

📐 Formule - Les conversions d’unités de longueur d’onde sont $1\ \mathrm{nm}=10^{-9}\ \mathrm{m}$ et $1\ \mathrm{\mu{}m}=10^{-6}\ \mathrm{m}$.

📖 2. Spectres continus et température

★ À maîtriser

• Un corps chaud solide, liquide ou un gaz à haute pression émet un rayonnement dont le spectre est continu.

• Quand la température d’un corps chaud augmente, son spectre continu s’enrichit en radiations de courtes longueurs d’onde, notamment bleues et violettes.

Compléments

• Pour le même corps, le spectre est noir et rouge à 1 500 °C, coloré vers le rouge à 2 500 °C et continu du violet au rouge à 5 500 °C.

• La couleur apparente d’une étoile est liée à la température de sa surface : une étoile plus chaude apparaît bleu-blanc, son spectre étant plus riche en radiations bleues puis violettes.

💡 Astuce mémo

Quand la température augmente, le spectre s’enrichit en bleu puis en violet.

📖 3. Domaine visible et types de lumière

🔑 Notions clés & Définitions

• Lumière monochromatique : Lumière qui ne contient qu’une seule radiation.
• Lumière polychromatique : Lumière composée de plusieurs radiations, comme la lumière blanche du Soleil ou d’une lampe à filament.

★ À maîtriser

• Le domaine visible correspond aux longueurs d’onde comprises entre 400 nm, pour le violet, et 800 nm, pour le rouge.

Compléments

• Un laser rouge de longueur d’onde λ = 650 nm est un exemple de lumière monochromatique.

💡 Astuce mémo

Monochromatique : une radiation ; polychromatique : plusieurs radiations.

📖 4. Spectres de raies d’émission

★ À maîtriser

• Un gaz à basse pression, porté à haute température ou excité par des décharges électriques, émet un rayonnement dont le spectre discontinu est constitué de raies d’émission caractéristiques de l’atome ou de l’ion présent.

📌 Un spectre continu d’origine thermique est produit par un corps à haute température ou un gaz à haute pression et dépend de la température, tandis qu’un spectre de raies est produit par un gaz à basse pression et dépend de la nature du gaz.

Compléments

• Le spectre du sodium est associé à une lumière jaune-orange et comporte une raie jaune.

• Les raies du mercure sont situées à 404, 434, 546, 577, 579 et 708 nm.

• Les raies du cadmium sont situées à 468, 480, 508, 610, 644 et 734 nm.

📊 Tableaux de synthèse

Spectres continu et de raies