Spectres lumineux

Voici le spectre continu de la lumière blanche dans le domaine visible :

1. Donner l'intervalle approximatif de longueurs d'onde correspondant aux couleurs : violet, bleu, vert, jaune, orange, rouge.
2. Déterminer les bornes du domaine du visible.

Pour chaque proposition, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s).

1. La lumière blanche est :

   • (a) émise par le Soleil ;
   • (b) composée d'une seule lumière colorée ;
   • (c) émise par la Lune.

2. Un rayonnement monochromatique est caractérisé par :

   • (a) une longueur d'onde dans le vide ;
   • (b) un prisme ;
   • (c) plusieurs longueurs d'onde dans le vide.

3. Un prisme :

   • (a) disperse la lumière blanche ;
   • (b) transmet la lumière blanche sans la décomposer ;
   • (c) décompose un rayonnement monochromatique.

4. Un spectre de raies d'émission :

   • (a) est continu ;
   • (b) comporte des raies noires sur un fond coloré ;
   • (c) comporte des raies colorées sur un fond noir.

1. La longueur d'onde d'une radiation lumineuse vaut $\lambda = 4{,}30 \times 10^{-7}\ \text{m}$. La convertir en nanomètres (nm).
2. Un laser a pour longueur d'onde $\lambda = 1200\ \text{nm}$. Cette radiation est-elle dans le domaine du visible ? Convertir cette longueur d'onde en mètres et écrire le résultat en notation scientifique.

Donnée : $1\ \text{nm} = 10^{-9}\ \text{m}$.

Voici quatre spectres lumineux. Répondre aux questions ci-dessous.

1. Lesquels sont des spectres continus ?
2. Lesquels sont des spectres de raies d'émission ?
3. Lequel pourrait être émis par un corps chaud (≈ 3000 K) ?
4. Lequel pourrait être émis par un corps très chaud (≈ 8000 K) ?
5. Lequel pourrait être émis par une lampe spectrale ?

Le spectre de raies ci-dessous est celui d'un gaz inconnu. La raie verte de ce spectre peut-elle être due à la présence de cadmium dans le gaz, sachant que la longueur d'onde de la raie verte du cadmium vaut $\lambda_\text{Cd} = 508{,}58\ \text{nm}$ ?

Le spectre en niveaux de gris ci-dessous présente les raies d'émission du lithium. Six raies sont visibles entre 400 et 700 nm.

1. Déterminer, par lecture graphique, la valeur des six longueurs d'onde présentes sur ce spectre.
2. À l'aide du tableau ci-dessus, préciser la couleur de chaque radiation.

Le spectre d'émission ci-dessous provient d'une lampe spectrale. On donne les longueurs d'onde des principales raies d'émission de quelques éléments :

• Mercure : 404 – 435 – 546 – 577 – 579 nm
• Zinc : 468 – 472 – 481 – 518 – 636 nm
• Hélium : 587 – 668 – 706 nm
• Cadmium : 468 – 480 – 508 – 610 – 644 – 734 nm

1. Ce spectre correspond-il à une lumière polychromatique ou monochromatique ?
2. Le spectre est-il continu ou discontinu ?
3. Associer à chacune des raies observées un élément chimique de la liste.
4. En déduire la nature des éléments présents dans cette lampe.

On vient d'acheter une lampe à décharge chez le commerçant du coin, à un prix défiant toute concurrence. Le vendeur a assuré que cette lampe contenait uniquement de la vapeur d'hydrogène. On réalise une expérience pour obtenir le spectre d'émission de cette lampe.

Le spectre obtenu est le suivant :

Données, longueurs d'onde (en nm) des principales raies d'émission de quelques éléments :

• Hydrogène (H) : 397 – 410 – 434 – 486 – 656
• Mercure (Hg) : 404 – 435 – 546 – 577 – 579
• Zinc (Zn) : 468 – 472 – 481 – 518 – 636
• Hélium (He) : 587 – 668 – 706
• Cadmium (Cd) : 468 – 480 – 508 – 610 – 644 – 734

1. Qu'appelle-t-on un milieu dispersif ? Donner un exemple.
2. Le spectre obtenu correspond-il à une lumière polychromatique ou monochromatique ? Justifier.
3. Décrire le spectre obtenu (type, couleurs, fond…).
4. Associer à chacune des raies du spectre un élément chimique de la liste.
5. En déduire la nature des éléments présents dans cette lampe.
6. Le vendeur est-il honnête ? Justifier.