Cours de Première sur la source de lumière en physique chimie
Les sources de lumière se divisent en deux catégories : les sources primaires et les sources secondaires. Seules les premières produisent par elles-mêmes la lumière qu’elles émettent. Parmi elles, les exemples ne manquent pas. De plus, toutes les sources ne produisent pas le même type de lumière : couleur(s), intensité, etc. D’ailleurs, la production de lumière, d’une source à l’autre, peut exploiter différents phénomènes physiques.
Sources de lumière
Sources mono et polychromatique:
Une source monochromatique émet une seule radiation, caractérisée par sa longueur d’onde, noté λ, dans le vide ; elle s’exprime en mètres (m). Son spectre (obtenu au moyen d’un prisme par exemple) ne présente qu’une seule raie.
Une source polychromatique émet plusieurs radiations, caractérisées par plusieurs longueurs d’onde.
L’œil humain est sensible aux radiations dont les longueurs d’onde dans le vide sont comprises entre 400 nm et 800 nm. Ces radiations visibles sont limitées par les ultraviolets (λ<400 nm) et par les infrarouges (λ>800 nm).
Sources chaudes de lumières:
De façon générale, tout corps solide, liquide ou gazeux sous forte pression porté à haute température émet un rayonnement électromagnétique, appelé rayonnement thermique, qui dépend de sa température et dont le spectre est continu.
Le soleil et les lampes à incandescence sont des exemples de sources chaudes de lumières.
Le soleil est une source naturelle incandescente dont la température de surface est maintenue à 5 500 °C par des réactions nucléaires internes.
Dans une lampe à incandescence, le courant électrique, traversant un filament, porte celui-ci à une température élevée. Le filament devient alors incandescent. La majeure partie de l’énergie n’est pas convertie en lumière visible, mais en rayonnement infrarouge.
Sources froides de lumières:
Dans le cas d’une source froide, l’émission de lumière a lieu sans échauffement particulier.
La lumière émise par un laser possède des propriétés remarquables :
Elle est monochromatique
Le faisceau est très fin, et ne diverge pratiquement pas : on dit qu’il a une grande directivité.
Une diode électroluminescente, est un composant électronique émettant de la lumière dont le spectre est continu, mais étroit, la longueur d’onde du maximum d’émission dépend du matériau.
Une lampe à décharge renferme un gaz qui, excité par une décharge électrique émet de la lumière. Le spectre de la lumière émise est un spectre de raies qui est lié à la nature du gaz utilisé. Source lumineuse très répandue, le tube fluorescent est le produit le plus ancien de la gamme des lampes à décharges, utilisé dès les années 1930. L’excitation d’un mélange gazeux d’argon et de vapeur de mercure génère des ultraviolets (UV).
Des poudres fluorescentes déposées sur la paroi interne du tube convertissent ce rayonnement UV en lumière visible (fluorescence). Le spectre de la lumière est ainsi enrichi : la qualité de la lumière est améliorée.
