Fiche de révision : Lumières colorées et spectres

📋 Plan du Cours

1. Radiations et longueurs d’onde
2. Spectre continu des corps chauds
3. Température et couleur des étoiles
4. Spectres d’émission des gaz
5. Identification des éléments chimiques

📖 1. Radiations et longueurs d’onde

🔑 Notions clés & Définitions

• Radiation lumineuse : Caractérisée par sa longueur d’onde λ, exprimée en mètres ou en nanomètres.

📝 Points essentiels

• Un nanomètre vaut $1\ \mathrm{nm}=10^{-9}\ \mathrm{m}$.

📌 La longueur d’onde d’une radiation lumineuse permet de déterminer sa couleur ; les radiations dont les longueurs d’onde sont comprises entre 620 et 800 nm sont rouges.

📖 2. Spectre continu des corps chauds

🔑 Notions clés & Définitions

• Spectre lumineux : La figure obtenue en décomposant une lumière en ses différentes radiations.

★ À maîtriser

📌 La lumière émise par un corps chaud solide ou liquide possède un spectre continu, dans lequel les différentes radiations se succèdent sans interruption.

• Dans une ampoule à incandescence, le passage du courant électrique chauffe le filament, qui émet alors de la lumière.

📌 Lorsque la température d’un corps chaud augmente, son spectre continu s’enrichit vers le bleu.

Compléments

• Un prisme ou un réseau peut être utilisé comme système dispersif pour former un spectre lumineux.

💡 Astuce mémo

Température du corps chaud ↑ → spectre enrichi vers le bleu

📖 3. Température et couleur des étoiles

★ À maîtriser

• Le spectre d’une étoile est continu, car une étoile est un corps chaud.

📌 Les différentes radiations du spectre d’une étoile ne sont pas émises avec la même intensité, et cette répartition dépend de sa température de surface.

📌 Rigel, qui émet une lumière bleutée, a une température de surface plus élevée que Bételgeuse, qui émet une lumière orange.

Compléments

📌 La couleur de la lave se modifie au cours de son écoulement parce que sa température change, ce qui modifie la lumière émise par ce corps chaud.

💡 Astuce mémo

Rigel bleue = plus chaude ; Bételgeuse orange = moins chaude

📖 4. Spectres d’émission des gaz

🔑 Notions clés & Définitions

• Spectre d’émission : Le spectre de la lumière émise par une lampe spectrale contenant un gaz sous faible pression soumis à des décharges électriques.

★ À maîtriser

📌 Un gaz chaud émet un spectre discontinu formé de raies lumineuses, contrairement à un corps chaud solide ou liquide qui émet un spectre continu.

• Les longueurs d’onde citées pour le mercure sont:
  • 405 nm
  • 436 nm
  • 546 nm
  • 579 nm

Compléments

• Une lampe à vapeur de sodium émet une lumière dont la couleur observée est caractéristique du sodium.

💡 Astuce mémo

Un gaz laisse apparaître des raies colorées isolées sur fond sombre

📖 5. Identification des éléments chimiques

📝 Points essentiels

📌 Chaque élément chimique possède un spectre d’émission caractéristique, ce qui permet de l’identifier.

• Pour identifier un élément chimique, on mesure les longueurs d’onde de ses raies d’émission puis on les compare aux spectres de référence des éléments.

📌 La lumière blanche possède un spectre continu, tandis que la lumière émise par une lampe à gaz possède un spectre discontinu formé de raies.

📊 Tableaux de synthèse

Spectres des corps chauds et des gaz