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Thème 2 : Optique - Module 1 : Décomposition de la lumière blanche. Œil humain et perception des couleurs

Cours1 + Exemples + Questions orales : Décomposition de la lumière blanche.

Compétences Objectifs :
S'approprier, analyser, et Communiquer




Décomposition de la lumière visible
La lumière blanche peut être décomposée en rayonnements de couleurs différentes.
Exemple : L'effet arc-en-ciel nous révèle les couleurs qui composent la lumière visible.

Quelles couleurs avez-vous observé dans un arc-en-ciel ?
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Expérience avec un prisme - Vidéo : Le saviez-vous ? 3.54 min

Lorsqu'un faisceau de lumière blanche traverse un prisme de verre (ou une goutte d'eau) , la lumière blanche est décomposée.

Dans la vidéo, on observe sur l'écran les couleurs suivantes :
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Quel savant célèbre a réalisé la première expérience de décomposition de la lumière blanche ?
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S'approprier , analyser, valider, communiquer Spectre de la lumière visible


img/phys-t2-m1-reflexions.uliege.be-prisme.jpg phys-T2-M1-spectre.png
  Observer : La couleur la plus à gauche du spectre visible est le violet
  Observer : La couleur la plus à droite du spectre visible est le rouge
  Observer : la position de l'infrarouge et de l'ultraviolet.

Longueur d’onde du rayonnement lumineux 2nde Bac Pro
La lumière est une onde caractérisée par une longueur d'onde. La lumière visible peut être décomposée en ondes de différentes longueurs d'ondes.
L'unité de mesure des longueurs d'ondes est le nanomètre (nm)
1 nm = 0,000000001 m. En écriture scientifique : 1 nm = 10-9

Quelle la plus petite longueur d'onde de la lumière visible ? (lire sur le spectre de la lumière)
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Quelle la plus grande longueur d'onde de la lumière visible ? (lire sur le spectre de la lumière)
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Longueur d’ondes des spectres visible, IR et UV
Les longueurs d'onde de la lumière visible sont compris entre 400 nm et 800 nm
UV ont des longueurs d'onde plus petites, environ  200nm à 400 nm
IR ont des longueurs d'onde plus grandes, environ  800 nm à 2 μm pour l'infrarouge proche.

Les unités de longueurs de l'infiniment petit : le nanomètre (nm)  , le micromètre (nm) , le millimètre (mm)
1 nm = 10-9  = ................ m
1 μm = 10-6  = .................. m
1 mm = 10-3 = .................. m
S'approprier Rayons Infrarouges et Ultraviolets

Au delà de la lumière visible, les rayons lumineux deviennent invisibles mais ils sont toujours présents, ce sont les infrarouges (IR) et les ultraviolets (UV).

Exemples : 
- Il existe des LED infrarouges qui permettent d'émettre une lumière qui ne sera pas vue par un humain. Ces LED infrarouges sont par exemple utilisées dans les télécommandes.
- Les rayons ultraviolets sont nécessaires à petites doses régulières pour la synthèse de la vitamine D.

S'approprier , analyser, valider, communiquer Dangers des rayons IR et UV 
Les rayons IR en forte dose représentent un danger : ils peuvent endommager les yeux et créer des brûlures internes.
Les rayons ultraviolets du soleil sont, à haute dose, nocifs pour la santé humaine. Ils ont un effet mutagène, ils peuvent provoquer des cancers cutanés, des brûlures et la cataracte.

Comment se protéger d'une exposition excessive aux rayons UV et IR ?
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