1°S Activité expérimentale : Etude du corps noir et de la loi de Wien

Objectif : étudier la couleur des corps chauffés et découvrir la loi de Wien

A) Spectre lumineux d’une lampe à incandescence

Travail à effectuer
Proposer un mode opératoire permettant d’observer le spectre lumineux d’une lampe à incandescence

Exploitation
1) Comment évolue la température du filament de la lampe lorsque l’intensité qui traverse le filament augmente ?

2) Que peut-on en conclure sur le spectre lumineux d’un corps fortement chauffé ?

B) Courbes d'émissions de "corps noirs" de référence

Exploitation
1) Rappeler la gamme des longueurs d’onde du visible dans le vide ou dans l’air en précisant les couleurs correspondant aux valeurs limites.

2) Placer approximativement sur le graphique les limites du domaine visible.

3) Le maximum des courbes se situe-t-il toujours dans le domaine du visible ? Justifier la réponse.

4) Comment évolue la longueur d’onde associée au maximum de puissance surfacique spectrale lorsque la température diminue ?

5) Quelle est la couleur apparente d’un corps noir à 5000 K ?

C) Approche expérimentale de la loi de Wien

Compléter alors le tableau suivant :

Température ( en K)

λmax (en nm)

max représente la valeur de la longueur d’onde correspondant au maximum de luminosité à la température T donnée de la source.

Exploitation :
1) Recopier les valeurs de T et max dans le tableur grapheur puis tracer les graphes : (1) max = f (T) (2) max = f (T2) (3) max = f (1/ T)

2) Quel est le graphe le plus simple à exploiter ?

3) Le modéliser à l’aide du tableur et recopier son équation :

4) La loi de Wien :
La loi de Wien s’écrit :

Le modèle établi dans la question précédente suit-il cette loi ?