TP 2de : ANALYSE DE LA LUMIERE BLANCHE.
BUTS DU TP :
*Etudier la dispersion de la lumière blanche
*Préciser le rôle d'un filtre de couleurs et introduire les notions de lumière monochromatique et de longueurs d'onde.
*Recomposition de la lumière blanche à l'aide des couleurs primaires.
I/DISPERSION DE LA LUMIERE BLANCHE PAR UN PRISME.
Matériel : - une alimentation Métrix 12V
- une source de lumière blanche équipée d'une fente de sortie fine.
- un prisme équilatéral
- une feuille blanche format A4
Eclairer le prisme sur une de ses faces verticales avec un pinceau de lumière blanche.
Q1) Indiquer l'ensemble des couleurs obtenues à la sortie du prisme .
Q2) Quelle est la couleur la plus déviée ? la moins déviée ?
Q3) Interposer entre la source et le prisme divers filtres colorés. Comment est modifié le spectre de la lumière blanche ?
Q4)Qu'appelle t-on une lumière monochromatique ?
Une couleur est caractérisée par sa longueur d'onde
(On pourra montrer à ce moment du TP la non-décomposition de la lumière du laser qui traverse un prisme )
2/DISPERSION DE LA LUMIERE BLANCHE PAR UN RESEAU
Matériel :
-une source de lumière blanche
-un réseau placé sur une diapositive disposée sur la lanterne
-une alimentation Metrix 12V
-une feuille blanche format A4
Eclairer la diapositive et observer sur une feuille blanche les couleurs de lumière obtenues
Q5)Indiquer les couleurs observées et précisez leur disposition respective.
Q6)Quelle est la couleur qui vous semble la plus déviée par rapport à l'axe optique principal de l'expérience ?
Q7)Comparer avec l'expérience précédente avec le prisme .
(On pourra montrer à ce moment du TP la dispersion de la lumière blanche par réflexion sur
le réseau d'un CD audio. )
3/SYNTHESE DE LA LUMIERE BLANCHE A L'AIDE DE FILTRES DE COULEURS
Matériel : - une source de lumière blanche
- une alimentation Métrix
- une feuille blanche A4
- 3 filtres de couleurs (vert, bleu, rouge)
Placer un filtre coloré bleu, vert ou rouge devant chacune des trois fenêtres de la lampe-lanterne.
Eclairer un écran blanc ou feuille blanche A4 en concentrant les trois faisceaux lumineux par superposition :
Q8)Enoncer les règles de la synthèse additive des couleurs.
Q9)Citer des applications de cette synthèse.
(On pourra montrer à ce moment du TP le disque de Newton.)
4/Questions complémentaires :
Q10)Quelle grandeur physique associe t-on à une radiation monochromatique ? Quelle est son unité ?
Q11)Quelles sont les différentes couleurs conventionnelles du spectre de la lumière blanche ?
TP : ANALYSE DE LA LUMIERE BLANCHE (Correction)
1)Les couleurs obtenus à la sortie du prisme sont : rouge , orange , jaune , vert ,bleu , violet
2)Avec le prisme , c'est la couleur violette qui est la plus déviée .
3)Si on interpose un filtre coloré entre le prisme et la lumière blanche , à la sortie du prisme , on observe une seule couleur qui est celle du filtre .
4)Une lumière monochromatique est "composée" d'une seule couleur . Une telle lumière n'est donc pas décomposée par un prisme .
5)Avec le réseau ,les couleurs observées sont les mêmes qu'avec le prisme . On observe toutefois plusieurs spectres .
6)Avec le réseau , c'est la couleur rouge qui est la plus déviée .
7)Si on compare les effets du prisme et du réseau sur la lumière blanche , nous pouvons dire :
* on obtient un spectre avec le prisme , mais plusieurs avec le réseau
* avec le réseau , c'est la couleur rouge qui est la plus déviée , alors qu'avec le prisme , c'est le violet .
8)Nous observons que :
rouge + vert+bleu = blanc
rouge + vert = jaune
vert+bleu=cyan
rouge+bleu = magenta
9)Parmi les applications : télévision , cinéma ..
10)Une lumière monochromatique est caractérisée par sa longueur d'onde l , dont l'unité dans le système international est le mètre .
11)Les différentes couleurs conventionnelles du spectre de la lumière blanche sont : rouge , jaune vert , cyan ,bleu et magenta .