Questions reponses Optique.pdf


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5. Situez la lumière au sein du spectre général des ondes électromagnétiques. Donnez
pour chaque famille d’ondes électromagnétiques un ordre de grandeur pour la
fréquence et/ou la longueur d’onde. Citez un domaine d’application pour chaque
famille d’ondes électromagnétiques.
L’ensemble des fréquences possibles de rayonnement porte le nom de spectre E-M. Il est
divisé en 7 régions qui peuvent parfois se chevaucher.
-

La lumière a été découverte la première,
puis l’infrarouge (1800), -> Chauffage
l’ultraviolet (1801), -> Banc solaire
les ondes radio (1888), -> tv, radio
les rayons X (1895), -> radiographie
les rayons gamma (1900) ->
et enfin les micro ondes qui sont venues s’insérer dans l’espace compris entre les
ondes radio et l’IR. -> radars

6. Définissez la lumière en tant que flux de particules. Que vaut l’énergie de chaque
corpuscule ? Calculez cette énergie pour un corpuscule de lumière de longueur
d’onde fixée.
A une onde électromagnétique harmonique de fréquence v donnée correspondent des
photons d’énergie E fixée par la relation de Broglie :E = h.v
Où h est une constante fondamentale de la physique appelée constante de Planck. Elle a les
mêmes unités qu’un moment angulaire (Joule.seconde) et vaut :h = 6,626 . 10 J.s
L’énergie s’exprime en habituellement en joules mais ce n’est pas l’unité appropriée pour
exprimer l’énergie des photons de lumière visible. On utilise plutôt l’électron-volt (eV). La
correspondance se fait au travers de l’équivalence : 1eV = 1,6 . 10 J
Calcul : Par exemple pour une longueur d’onde de 450nm (lumière bleue) on trouve une
fréquence de v=6,66.10 Hz et donc dans chaque photon une énergie E=4,414.10 J=2,76Ev.