II. D is p er s i o n de la lumière par un prisme

1. II. Dispersion de la lumière par un prisme

2. 1)- Expérience de Newton (1642 – 1727).

3. a) Le montage

4. b) Observations • la lumière est déviée par le prisme • le faisceau qui émerge du prisme est étalé et présente les différentes couleurs de l’arc-en-ciel (une infinité de couleurs du rouge au violet) • La lumière violette est plus déviée que la lumière rouge.

5. b) Observations

6. c) Interprétation • La lumière subit deux réfractions successives • Le prisme réfracte la lumière de façon différente selon la couleur de la lumière colorées (radiations lumineuses) • La lumière blanche est constituées d’une infinité de couleurs

7. d) conclusion • Le prisme dévie et décompose la lumière blanche en lumières colorées du rouge au violet.  • C'est le phénomène de dispersion. • L'ensemble des couleurs obtenues constitue le spectre de la lumière blanche. • Le spectre est continu du rouge au violet. • La lumière blanche est constituée d’une infinité de couleurs ou radiations : c’est une lumière polychromatique.

8. e) Un exemple de dispersion de la lumière

9. Explication

12. Le rayon vert

13. Le rayon vert

14. III. Dispersion de la lumière d’une source laser par un prisme • a) Montage

15. II. Dispersion de la lumière d’une source laser par un prisme • b) Observations • On observe qu’une tâche rouge

16. III. Dispersion de la lumière d’une source laser par un prisme • b) Conclusion • La lumière produite par un laser n’est pas décomposable • La lumière produite par un laser est monochromatique: elle ne renferme qu’une seule lumière colorée (une seule radiation lumineuse)

17. III Dispersion de la lumière avec un réseau de diffraction • Un réseau de diffraction est un film plastique transparent sur lequel sont gravés des un très grand nombre de traits parallèles très fins (invisibles à l’œil nu)

18. a) Le montage fente réseau écran Lampe àincandescence

19. b) Observations

20. b) Observations • Les radiations sont déviées différemment de part et d’autre de la direction initiale et selon leur couleurs • On observe des spectres continus disposés symétriquement par rapport à la direction initiale de la lumière blanche • Les radiations rouges sont plus déviées que les radiations violettes

21. III Dispersion de la lumière avec un réseau de diffraction

22. IV Longueur d’onde d’une radiation lumineuse • a) Nature de la lumière La lumière peut être considérée comme une onde Quand elle se propage ce sont les propriétés électriques et magnétiques du milieux qui sont affectées La lumière peut être considérée comme une onde électromagnétique

23. IV Longueur d’onde d’une radiation lumineuse • b) Radiation et longueur d’onde - Une lumière monochromatique ne peut être décomposée par un prisme. - Une lumière monochromatique est une radiation lumineuse - une radiation lumineuse est caractérisée par sa longueur d’onde dans le vide 

24. IV Longueur d’onde d’une radiation lumineuse • c) Définition: La longueur d’onde d’une radiation lumineuse est caractérisée par une grandeur appelée longueur d’onde qui s’exprime en m ou nm Elle est notée l0

25. IV Longueur d’onde d’une radiation lumineuse • d) Exemple:- Le laser rouge utilisé au lycée est une radiation de longueur d’onde l= 633 nmc’est une lumière monochromatique - Une lumière polychromatique est un mélange de plusieurs radiations elle est caractérisée par une plage de longueur d’onde

26. Longueurs d’ondes des couleurs perçues par l’œil humain

27. V Domaine visible pour l’œil humain • L’œil humain n’est sensible qu’aux radiations dont les longueurs d’onde sont comprises entre 400 nm et 800 nm. 400 nm  l0800 nm

28. Domaine visible d’une abeille

29. VI Les radiations invisibles à l’œil humain Spectre électromagnétique

30. Au-delà des radiations rouges l 800 nm • Les infrarouges (800 nm l  1 mm) • Utilisé dans certaines télécommandes • Utilisé dans certains appareils de chauffage

31. En deçà des radiations violettes l< 400 nm • Les radiations ultraviolettes - responsables du bronzages -mais aussi des cancers de la peau - utilisée pour révéler certains chromatogrammes -

32. le spectre électromagnétique • Les radiations invisibles à l’œil humain sont de la même nature que la lumière visible …

33. VI Pourquoi un prisme disperse-t-il la lumière ? • Un exemple simple

34. VI Pourquoi un prisme disperse-t-il la lumière ? n • Un fabricant de prisme en « verre flint » fournit la courbe d’étalonnage donnant les variations de l’indice n en fonction de la longueur d’onde  de la radiation incidente l

35. Limite du spectre visible L’indice réfractions Dépend de la longueur d’onde et donc de la couleur L’indice réfractions de la radiation violette nVi= 1,68 L’indice réfractions de la radiation RougenR= 1,63

36. Les deux angles BDC et AFE ont leur côtés perpendiculaires deux à deux et donc Première RéfractionAu passage de l’air au verre le rayon n’est pas dévié car il est normal à la surface i1= a= 30° Réfraction du rayon violet n1 x sin i1 = n2 x sin i2 devient nvi x sin i1 nair x sin i2vi a = 30° = 1,68 x sin 30° sin i2vi = 0,84 = i2 Vi 1,0 =57° i2R° i2vi = 57° air A verre air i1 =55° Réfraction du rayon Rouge n1 x sin i1 = n2 x sin i2 devient nR x sin i1 nair x sin i2R = 1,63 x sin 30° sin i2R = 0,82 = 1,0 i2R = 55° Deuxième réfraction

37. VI Pourquoi un prisme disperse-t-il la lumière ? • Un prisme disperse la lumière - car il réfracte les radiations lumineuses de façon différente selon leur longueur d’onde • l’indice de réfraction du matériaux varie selon la longueur d’onde des radiations • Un milieu transparent est dit dispersif quand l’indice de ce milieu varie en fonction de la longueur d’onde des radiations lumineuse