Spectre
Un spectre lumineux est la figure obtenue par décomposition de la lumière par un spectroscope (dispositif qui contient un prisme ou un réseau) et qui permet d'observer l'ensemble des radiations émises par une source lumineuse.
Longueur d'onde
La longueur d'onde est une grandeur physique caractérisant une radiation. Elle se note \lambda et s'exprime en mètres (m).
| Type de lumière | Monochromatique | Polychromatique | |
|---|---|---|---|
| Spectre composé | D'une seule raie | D'un fond continu | De plusieurs raies |
| Exemple de sources | Laser | Soleil, lampes à incandescence | Tubes "néon", lampes fluocompactes (à économie d'énergie) |
| Modèle | Ondulatoire | Corpusculaire |
|---|---|---|
| Formule associée | c_{\left(m.s^{-1}\right)} = \lambda_{\left(m\right)} \times \nu_{\left(Hz\right)} | E_{photon \left(J\right)} = h_{\left(J.s\right)} \times \nu_{\left(Hz\right)} |
| Grandeurs |
|
|
Formule liant l'énergie d'un photon à la longueur d'onde de la radiation associée
La formule liant l'énergie d'un photon Ephoton et la longueur d'onde \lambda de la radiation associée est :
E_{photon \left(J\right)} = \dfrac{ h_{\left(J.s\right)} \times c_{\left(m.s^{-1}\right)}}{\lambda_{\left(m\right)}}
Conversion de l'énergie en électron-volt (eV)
On exprime souvent les énergies des photons en électron-volt (eV), unité plus adaptée aux énergies des photons associés à des rayonnements visibles :
E_{photon \left(eV\right)} = \dfrac{E_{photon \left(J\right)}}{1{,}60 \times 10^{-19}}.
Conversion de la température en kelvin (K)
Le kelvin (K) est l'unité de température absolue du système international. La relation qui permet de convertir une température exprimée en °C en K est :
T_{\left(K\right)} = T_{\left(°C\right)} + 273{,}15
Loi de Wien
La loi de Wien relie la température T de surface de la source, exprimée en kelvin (K), et la longueur d'onde \lambda_{max}, exprimée en mètres (m) de son maximum d'émission :
\lambda_{max \left(m\right)}\times T_{\left(K\right)} = 2{,}898 \times 10^{-3} m.K
Quantification de l'énergie d'un atome, états fondamental et excité
L'énergie d'un atome (ou d'un ion) ne peut prendre que certaines valeurs, en nombre restreint, qui dépendent de la nature de l'atome : on dit que l'énergie de l'atome est quantifiée. On représente sur un diagramme d'énergie les niveaux d'énergie accessibles pour un atome, que l'on numérote avec l'indice n appelé nombre quantique.
- n = 1 caractérise l'état fondamental : l'énergie de l'atome est minimale, sa stabilité est maximale.
- Les nombres quantiques n > 1 caractérisent les états excités de l'atome.
Diagramme énergétique de l'atome d'hydrogène
Interaction atome - photon
| Interaction | Émission d'un photon | Absorption d'un photon |
|---|---|---|
| Énergie du photon | E_{photon} = |\Delta E_{atome}| = |E_{final} - E_{initial}| | E_{photon} = \Delta E_{atome} = E_{final} - E_{initial} |
| Longueur d'onde de la radiation | \lambda_{\left(m\right)} = \dfrac{ h_{\left(J.s\right)} \times c_{\left(m.s^{-1}\right)}}{E_{photon\left(J\right)}} = \dfrac{ h_{\left(J.s\right)} \times c_{\left(m.s^{-1}\right)}}{|E_{final \left(J\right)} - E_{initial \left(J\right)}|} | \lambda_{\left(m\right)} = \dfrac{ h_{\left(J.s\right)} \times c_{\left(m.s^{-1}\right)}}{E_{photon\left(J\right)}} = \dfrac{ h_{\left(J.s\right)} \times c_{\left(m.s^{-1}\right)}}{E_{final \left(J\right)} - E_{initial \left(J\right)}} |
| Représentation de la transition |
Représentation de l'émission d'un photon
