Spectre de la lumière blanche et dispersion par un prisme de Seconde

Première générale Spé · Physique-Chimie Spé 1ère

À retenir

• La lumière blanche est polychromatique : elle contient toutes les radiations visibles, de 400 nm (violet) à 800 nm (rouge) environ. • Un prisme disperse la lumière car l'indice du verre dépend de la longueur d'onde. • Le violet est plus dévié que le rouge ; un laser (monochromatique) n'est que dévié. • Un corps chaud émet un spectre continu, enrichi vers le violet quand sa température augmente.

Le cours

1. Lumière blanche et lumière monochromatique La lumière blanche (Soleil, lampe à incandescence) est un mélange d'une infinité de radiations. Chaque radiation est caractérisée par sa longueur d'onde dans le vide , qui fixe sa couleur. Une lumière monochromatique ne contient qu'une seule radiation (laser) ; une lumière polychromatique en contient plusieurs. Domaine visible : d'environ 400\ nm (violet) à 800\ nm (rouge), avec 1\ nm = 10^-9\ m 2. Dispersion par un prisme L'indice de réfraction du verre dépend de la longueur d'onde : il est un peu plus grand pour le violet que pour le rouge. À chaque réfraction (entrée puis sortie du prisme), le violet est donc plus dévié que le rouge : les radiations se séparent. C'est la dispersion. On obtient un spectre continu : toutes les couleurs du violet au rouge, sans interruption. Un laser, lui, donne une seule tache colorée, simplement déviée. Un corps chaud (filament, braise, étoile) émet un spectre continu d'origine thermique : plus il est chaud, plus son spectre s'étend vers le violet. 3. Méthode : interpréter un spectre 1. Repérer si le spectre est continu (bande sans interruption) ou formé de quelques couleurs isolées. 2. Associer chaque couleur à son domaine de longueur d'onde : violet 400–450 nm, bleu 450–500 nm, vert 500–570 nm, jaune-orangé 570–620 nm, rouge 620–800 nm. 3. Une longueur d'onde hors de [400 ; 800] nm n'est pas visible (ultraviolet en dessous, infrarouge au-dessus). 4. Attention Le prisme ne « fabrique » pas les couleurs : il sépare celles qui sont déjà présentes dans la lumière incidente. Et c'est le violet, pas le rouge, qui est le plus dévié.

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