Bac S Pondichéry 2012

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EXERCICE 2 : Spectrophotométrie (5,5 points)
1ère partie : Lumière et Spectrophotométrie

1.1. Les longueurs d’onde du spectre visible dans le vide sont comprises entre λ = 400 nm pour le violet et λ = 800 nm pour le rouge.
1.2. Le rayonnement ultraviolet correspond à des longueurs d’onde inférieures à 400 nm et le rayonnement infrarouge correspond à des longueurs d’ondes supérieures à 800 nm.
1.3. Une lumière est monochromatique si elle ne contient qu’une seule radiation de longueur d’onde λ donnée. 1.4.1. L’indice de réfraction n d’un milieu transparent est défini par la relation : n =

c v où c est la célérité de la lumière dans le vide, et v est la célérité de la lumière dans le milieu considéré.

1.4.2. Comme vu précédemment n = c/v, or le verre est un milieu dispersif pour la lumière. La célérité v dépendant de la fréquence ν de la radiation lumineuse considérée alors l’indice de réfraction dépend de la fréquence.
Par ailleurs, c = ν.λ0 où λ0 est la longueur d’onde dans le vide de la radiation. De ce point de vue, on peut considérer que l’indice de réfraction dépend de la longueur d’onde dans le vide de la radiation lumineuse.
1.4.3. Le phénomène responsable de la décomposition de la lumière blanche est le phénomène de dispersion.
À chaque radiation monochromatique de la lumière blanche, dans le vide, correspond une valeur de l’indice de réfraction du verre. En notant i l’angle d’incidence des radiations dans le vide de la lumière blanche, la loi de réfraction de Descartes sur le dioptre air-verre donne alors : n air . sin(i) = n verre(λ 0) . sin(r) avec i et n air constants quelle que soit la valeur de λ 0.
Ainsi la loi de Descartes montre que l’angle de réfraction r dépend de la longueur d’onde dans le vide λ 0 des radiations lumineuses de la lumière blanche.
1.4.4. D’après l’énoncé, « la déviation d’une radiation lumineuse est d’autant plus importante que la longueur d’onde de la radiation est