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Lumière 1ère S

Posté par
Milliartix
02-11-14 à 17:30

Voici le texte :

En 1900, Lord John Rayleigh, en exploitant les lois qui
régissent les ondes électromagnétiques, établit une loi
qui permet de calculer, pour un corps chauffé,
l'intensité lumineuse rayonnée suivant les différentes
longueurs d'onde.
Pour les radiations allant de l'infrarouge au vert,
l'expérience corrobore la loi. Mais pour le bleu, pour le
violet, et plus encore pour l'ultraviolet, l'expérience est
en contradiction flagrante avec la théorie (figure 2). Les
équations prévoyaient en effet que l'intensité du
rayonnement devait être extrêmement grande pour les
petites longueurs d'onde.
C'est cet échec que les physiciens ont appelé la
« catastrophe ultraviolette ».
Afin de surmonter cette « catastrophe », le physicien
allemand Max Planck émet, quelques mois plus tard, une curieuse hypothèse : au lieu de considérer que les
échanges d'énergie entre l'objet chauffé et le rayonnement qu'il émet se font de façon continue, Planck imagine
qu'ils se font de façon discontinue, par paquets d'énergie. C'est comme si, au lieu de considérer que ces échanges
d'énergie se faisaient à la manière d'un liquide s'écoulant d'un récipient à un autre, on remplaçait le liquide par
des billes.
Planck a appelé ces paquets d'énergie des quanta (au singulier : quantum) ; plus tard, on les appellera des
photons. Ces paquets n'ont pas tous la même « grosseur » : pour chaque radiation, l'énergie contenue dans un
photon est inversement proportionnelle à sa longueur d'onde dans le vide.
Cette intrusion brutale de la discontinuité dans le bel enchaînement de la physique traditionnelle va semer le
désarroi parmi les physiciens et chez Planck lui-même. Elle lui paraît, au mieux, un artifice de calcul.
D'après Le cantique des quantiques, S. Ortoli et J.-P. Pharabod, Éditions La Découverte

Et voici les questions ou je n'arrive pas à répondre :

2) a) Imaginer et décrire les sensations que nous pourrions ressentir en prenant un bain de soleil si chaque photon de la lumière solaire contenait une énergie perceptible à notre échelle .
   b) Entre la lumière rouge d'une lampe témoin au néon et celle d'une lampe UV de bronzage laquelle transporte des photons de plus grande énergie ?

3) Trouver un ou_ plusieurs exemples tirés de la vie courante ou des transferts peuvent se faire de façon continue ou discontue . Même question pour un exemple pris dans l'histoire des sciences .

Merci d'avance pour votre aide

Posté par
prbebo
Lumière 1ère S 02-11-14 à 23:28

Bonjour quand même...

2a) dans ton cours tu dois avoir l'énergie que possède un photon de longueur d'onde : c'est E = hc/, où c est la vitesse de la lumière et h la constante de Planck (6,63 x 10-34 J.s). Le soleil émet son maximum de lumière pour une longueur d'onde d'environ 0,55 micromètres : tu peux donc calculer l'énergie d'un photon à cette longueur d'onde-là, et constater que, exprimée en Joules, ce n'est vraiment pas beaucoup.
"Une énergie perceptible à notre échelle", c'est un peu vague. Alors supposons que chaque photon possède une énergie de 1 Joule : compare cette valeur à la précédente, imagine ce que ça représenterait pour nous si tous les photos envoyés par le soleil avaient cette énergie... Il ne nous resterait vraiment pas beaucoup de temps à vivre.

2b) la réponse est dans la relation que j'ai rappelée ci-dessus : compare la longueur d'onde d'une radiation violette et celle d'une radiation rouge : celle qui a la longueur d'onde la plus petite transporte les photons les plus énergétiques.

3)  je ne sais pas, il est tard. On verra ça demain...



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