Loi de Wien

Couleurs et images Sous-thème  Sources de lumière colorée Chapitre 4 : Sources de lumière colorée Objectifs : * Présenter différentes sources de lumière. * Situer le domaine des ondes électromagnétiques du visible. * Exploiter la loi de Wien dans le cas des corps chauffés. Situation de la leçon dans la progression de la classe de 1S LES PRÉREQUIS | Niveau | Partie | | Au Collège en 4ème: | Partie 3 : La lumière | Lumières colorées et couleurs des objets, Formation des images

lumière émise 1) loi de Wien Animation : lumière émise par un corps chauffé  La lumière émise par un corps chauffé ne dépend que de sa température. Elle ne dépend pas de la composition chimique du corps. La loi de Wien donne la relation entre la longueur d’onde de la radiation émise avec le maximum d’intensité par le corps chauffé et la température du corps :   2) exploitation de la loi de Wien A partir de l’analyse spectrale du corps on peut déterminer la valeur de . La loi de Wien permet alors

couleur principalement émise par un corps très chaud ? par un corps « froid » ? 2. Quantifions un peu ces observations : la loi de Wien A la fin du XIXème siècle, Max Planck établit la relation entre la longueur d’onde principalement émise par un corps qui rayonne et sa température. Il participe ainsi à la naissance de la physique quantique. En 1893, Wilhem Wien simplifie cette loi et l’exprime sous la forme suivante : λ.T = 3.10-3 m.K avec λ : longueur d’onde principalement émise par le corps en

rayonnement qui sortira par l’ouverture sera uniquement le rayonnement émis par le corps noir. Cavité isotherme à petite ouverture Un corps noir est lambertien (émetteur diffus/ indépendant de la direction) 18 Le corps noir Spectre et loi de Planck (vers 1900) Flux émis Φ par un corps noir de température T. dΦ = L( ) dS dt d d Énergie émise par un élément de surface dS, dans une direction d , dans une intervalle de temps dt et  un  intervalle  de  longueur  d’ondes  d :

revisermonbac.fr Fichier extrait du document 2014-2015 DS 1 de physique Informations générales Les fichiers du document 1319 Type : Devoirs Surveillés Classe(s) : Première S Matières : Physique Mots clés : optique géométrique (lentilles), couleurs, loi de Wien, niveaux d'énergie des atomes Derniers docs de Première S C 2013-2014 DS 4 de physique C 2013-2014 DS 3 de physique C 2013-2014 DS 2 de physique C 2013-2014 DS 1 de physique C Epreuve anticipée de Français et corrigé, S-ES 2014 EAF 2014 Polynésie

température de surface n’est pas assez élevée. TPP5 1 V. Lien entre la température d’une source lumineuse et la couleur : 1) Corps noir et loi de Planck Q14. Lorsque la température augmente, la longueur d’onde λmax de la radiation de plus grande intensité lumineuse diminue. Q15. T (en K) 5000 5500 5700 6000 6200 6500 7000 λmax 573 521 503 479 463 443 410 (en nm) 2) Loi de Wien : λLmax (nm)en nm 500 Q16.On constate que λmax diminue quand T augmente. Donc la courbe est bien en accord avec la réponse Q14.

– Couleur des corps chauffés. Loi de Wien. – Connaître les limites en longueur d’onde 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. Les compétences à acquérir dans la séquence 1.  Connaître différentes sources de lumière. 2.  Comprendre la notion de lumière colorée. 3.  Exploiter la loi de Wien. Évaluation

Blanche G 4700-5700 Jaune K 3200 – 4700 Orange M < 3200 Rouge Document 1 : classes spectrales des étoiles La loi de Wien relie la température T de la surface d’une étoile (en K) à la longueur d’onde du maximum d’intensité λmax (en m) de la lumière émise par l’étoile : T = 2,89.10-3 / λmax On rappelle que T (en K) = θ (en °C) + 273 Document 2 : loi de Wien Document 3 : Profil spectral de Castor (1 A = 0,1 nm) Les astrophysiciens répartissent les étoiles en sept classes

| | |Savoir qu’une radiation monochromatique est caractérisée par sa longueur d’onde dans le vide. | | |Savoir utiliser la loi de Wien | |Objectifs | |Effectuer une démarche scientifique de recherche pour expliquer les

démontré par la loi de Wien. Wilhelm Wien, physicien allemand, a établit en 1896, une relation qui fait le lien entre une température et une longueur d’onde. La loi de Wien montre alors que : λmax T = cste où λmax est la longueur d’onde du maximum de luminance spectrale, T la température et cste, une constante de valeur 2,89.10-3 K.m-1. Or, la température à la surface de la photosphère atteint 5 800°K. Ainsi, en appliquant la loi de Wien, on obtient : λmax = -7 m Ainsi, la loi de Wien crée un lien