Fiche de cours

Le spectre d'émission d'un corps chaud

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Objectifs

Analyser différents types de lumières à l'aide d'un prisme (ou d’un réseau).
Savoir analyser et caractériser un spectre continu d’émission d’origine thermique.

Points clés

La dispersion de la lumière permet de séparer la lumière en différentes radiations.
La lumière blanche est polychromatique.
Les spectres d'émission d'origine thermique sont continus et s'étendent vers le violet lorsque la température de surface du corps augmente.
La couleur de la lumière émise permet de déterminer la température de surface de l’étoile.

Pour bien comprendre

La lumière

1. La dispersion de la lumière blanche

Un prisme ou un réseau permettent de décomposer la lumière blanche. On obtient un spectre lumineux.
Il s’agit d’un spectre d'émission car il est produit par la lumière directement émise par une source.

Dispersion de la lumière blanche par un prisme

On appelle dispersion d’une lumière la séparation de la lumière en ses différentes radiations qui la composent.

La dispersion de la lumière blanche donne un spectre continu composé d’une infinité de couleurs, appelée radiations lumineuses.

On dit que la lumière blanche est polychromatique.

Exemple
Le Soleil est une source de lumière quasiment blanche. Le Soleil donne un spectre continu composé d’une infinité de radiations lumineuses.

Chaque radiation lumineuse est caractérisée par sa longueur d’onde (lambda) qui s’exprime en mètre.

Remarque
Une lumière composée d’une seule radiation lumineuse est appelée lumière monochromatique.

2. Les spectres du rayonnement émis par un corps chaud

Tout corps, qu'il soit un gaz fortement comprimé, un solide ou un liquide, chauffé à une température suffisante, émet de la lumière.

Exemple
Lorsque le filament d'une ampoule est parcouru par un courant, il s'échauffe et brille.

Les spectres d'origine thermique sont des spectres continus.

Plus la température de surface du corps augmente, plus le spectre de la lumière émise par ce corps s'enrichit en radiations de courtes longueurs d'onde (vers le violet).

Exemple
Lorsqu’on réalise le spectre du filament d’une ampoule à deux températures différentes, on observe que le spectre s’est enrichi de violet pour le filament de température plus élevée.

Spectres de la lumière émise par le filament
à deux températures différentes

La couleur de la lumière émise évolue du rouge au blanc puis du blanc au blanc bleuté. Connaissant la couleur émise, on peut ainsi déterminer la température de surface des étoiles.

Les radiations présentes dans le spectre permettent de déterminer la température du corps qui l'émet.

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