Première S
Différents rayonnements : visible, UV, IR et d’autres…
1) Voyons-nous tous les rayonnements de l’Univers ?
Ouvrir le site internet ci-dessous et exploitez toutes les fonctionnalités de l’animation : http://www.herschel.fr/fr/galerie/animations/lumieres_visibles_invisibles.htm Questions :
①Nos yeux peuvent-ils voir les infrarouges ? Et les ultraviolets ?
②Le corps humain émet un type de rayonnement : lequel ?
③Quel type de rayonnement est capable de traverser la chair et les organes ?
④Citez un autre type de rayonnement utilisé dans le domaine médical.
⑤Comment appelle t-on toutes ces ondes ou rayonnements ?
2) De l’onde à la longueur d’onde
Une onde électromagnétique est modélisable par une fonction sinusoïdale en déplacement. La longueur d’onde λ correspond à la distance entre 2 sommets consécutifs de l’onde (ou 2 creux consécutifs).
L’unité légale de longueur d’onde est le mètre.
Le schéma ci-après classe les différents rayonnements par longueur d’onde croissante :
On appelle radiation monochromatique, une onde électromagnétique dont la longueur d’onde est parfaitement déterminée.
exemple : Observons l’indication portée sur Le LASER du lycée L’onde émise à une longueur d’onde de valeur λ(LASER) =
remarque : une radiation monochromatique ne peut pas être décomposée par un prisme.
Une radiation polychromatique est constituée d’un ensemble de plusieurs ondes monochromatiques
exemple : La lumière blanche est polychromatique. Elle est décomposable par un prisme.
Question : à l’aide du document précédent, cherchez les bornes (en longueurs d’ondes) du domaine du visible. Puis écrire ces valeurs en écriture scientifique et dans l’unité légale :
λ(INFERIEUR) = nm = m ; λ(SUPERIEUR) = nm = m
Donnez la couleur (ou le domaine) correspondant à chacune des radiations monochromatique suivantes
λ (m) 6,5.10-7 m 7,5.10-7 m 2,5.10-7 m 2,0.10-5 m 5,0.10-11 m couleur ou
domaine
3) Retour sur l’observation de l’Univers.
Grâce à leurs radiotélescopes ou à certains satellites spécialisés, les astronomes peuvent
« observer » l’Univers dans des domaines autres que le visible. Mais comment font-ils pour les « voir » ? : Ces rayonnements invisibles sont traduits (par informatique) en fausses couleurs.
Pour vous en rendre compte, ouvrez la vidéo (3’27’’) ci-dessous :
http://www.maxisciences.com/androm%E8de/esa-d-039-impressionnantes- observations-de-la-galaxie-d-039-andromede_art14301.html
Questions :
① Quel objet montre cette vidéo et que montre t-elle ?
② L’aspect de cette galaxie est-il le même dans le visible et dans l’infrarouge ?
③Quelle partie de la galaxie émet beaucoup dans le domaine des rayons X ?
④Quel est l’intérêt pour les astronomes d’observer cette galaxie (et l’Univers en général) dans d’autres domaines que le visible ?
COMPETENCES ATTENDUES
Savoir que la longueur d’onde caractérise dans le vide (et dans l’air) une radiation monochromatique
Connaître les limites en longueurs d’ondes dans le vide du domaine visible et situer les rayonnements infrarouges et ultraviolets.
Comprendre l’intérêt d’observer l’Univers à différentes longueurs d’ondes.
(compétence exigible en classe de Terminale S)
Retenons que la longueur d’onde caractérise dans le vide (et dans l’air) une radiation monochromatique
Compétences attendues
Distinguer une source monochromatique d’une source polychromatique
caractérisée par une longueur d’onde dans le vide.
Connaître les limites en longueurs d’ondes dans le vide du domaine
visible et situer les rayonnements infrarouges et ultraviolets.
Exploiter la loi de Wien, son expression étant donnée.
Pratiquer une démarche expérimentale permettant d’illustrer et de
comprendre la notion de lumière colorée.
Interpréter les échanges d’énergie entre lumière et matière à l’aide du
modèle corpusculaire de la lumière
Connaître les relations
λ =
et ΔE = h.ν
et les utiliser pour exploiter un diagramme de niveaux d’énergies
Expliquer les caractéristiques (forme, raies) du spectre solaire.
