Activité 2
Photoluminescence
Comment les scientifiques peuvent-ils identifier les éléments chimiques présents dans la chromosphère d’une étoile en étudiant le spectre de raies d’absorption ?
Comment peut-on expliquer que certaines radiations lumineuses ne soient pas absorbées ?
Pourquoi la lumière absorbée ne peut-elle prendre que certaines valeurs ?
A quelle condition mathématique de l’énergie lumineuse est-elle transférée à un atome isolé ?
Doc 1 :

La catastrophe ultraviolette (P. Ehrenfest)
En 1900, Lord Rayleigh cherche à expliquer la couleur émise par des corps chauffés : en chauffant du métal, il devient rouge, en le chauffant encore plus, il devient blanc.
Il proposa d'analyser les propriétés d'absorption et d'émission à l'intérieur du corps noir pouvant absorber ou émettre la lumière pour toutes les fréquences du rayonnement.
Son analyse conduisit à la formule suivante, corrigée par Sir James Jeans, qui porte le nom de loi de Rayleigh - Jeans :
8. π . k .T
U=
λ4
Lord Rayleigh où U est la densité d'énergie émise par unité de longueur d'onde, k est la constante de
Boltzmann et T la température absolue.
Cette théorie du rayonnement prévoit que le rayonnement émis par un corps chauffé est proportionnel à la température absolue et inversement proportionnel à la puissance 4 de la longueur d'onde.
La loi (*) de Rayleigh - Jeans ne permet de rendre compte de l'émission du corps noir qu'aux grandes longueurs d'onde (de l'infra-rouge au vert).
Pour des longueurs d'onde inférieures (le bleu, le violet, et plus encore, l'ultraviolet), elle fait apparaître une divergence par rapport à la distribution expérimentale.
Cette divergence est appelée :"catastrophe ultraviolette". Cette théorie qui est mise en échec.
La loi de Rayleigh-Jeans et l'expérience
(*) : le modèle, la théorie
Doc 2 :

La formule de Planck

La formule de Planck
En 1900, Max Planck proposa une solution permettant de résoudre le problème posé par la catastrophe UV