Chapitre 15
Problèmes et tâches complexes
Analyse spectrale des ondes lumineuses
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- Constante de Wien : \sigma = 2,90 \times 10-3 m\cdotK ;
- Conversion de température : T_{(^{\circ} \text{C})}=T_{(\text{K})}- 273,15 ;
- Constante de Rydberg : R_{\mathrm{H}}= 1,10 \times 107 m-1.
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28 Loi empirique de Wien
✔ APP : Faire un brouillon
Wilhelm Wien (1864-1928), prix Nobel de physique en 1911, propose une loi liant la température d'un corps chaud et son émission de lumière :
\lambda_{\max } \cdot T=\sigma
Où \lambda_{\max } correspond à la longueur d'onde du maximum d'intensité lumineuse émise en mètre (m), T la température du corps chaud en kelvin (K) et \sigma la constante de Wien.
Le profil suivant correspond à l'évolution de l'intensité lumineuse émise par le Soleil en fonction de la longueur d'onde des radiations émises par celui-ci :
Déterminer la température en °C de la surface du Soleil.
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29 Formule de Rydberg
✔ APP : Faire un brouillon
Johannes Rydberg propose en 1888 une formule permettant de déterminer la longueur d'onde de toutes les raies d'émission de l'atome d'hydrogène :
\dfrac{1}{\lambda}=R_{\mathrm{H}} \cdot\left(\dfrac{1}{n^{2}}-\dfrac{1}{p^{2}}\right)
Dans cette formule, \lambda désigne la longueur d'onde en mètre de la raie considérée, R_{\mathrm{H}} une constante et n et p des entiers naturels non nuls tels que n \lt p. Ces deux entiers correspondent à des niveaux d'excitation possibles de l'atome d'hydrogène.
Spectre de la lumière
◆ À quelles couleurs sont associées les longueurs d'onde \lambda dans le spectre d'émission de l'hydrogène pour n= 2 et p \in [3, 6] ?
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Retour sur la problématique du chapitre
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30 Les cartes météorologiques
✔ APP : Maîtriser le vocabulaire du cours
Expérimentalement, on remarque que la température de surface d'un corps chaud est inversement proportionnelle à la longueur d'onde du maximum d'intensité lumineuse émise.
Cette observation expérimentale justifie-t-elle l'ordre des couleurs utilisé dans la cartographie météorologique ci-contre ?
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