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CORRECTION EXERCICES SUR RAYONNEMENT ET SOURCES
LUMINEUSES
Exercice 1 :
1. Le domaine visible se situe entre les pointillés :
400 nm (violet) – 800 nm (rouge)
2. Quand T augmente, la puissance de rayonnement augmente d’après la loi de
P
Stefan : = σ T4 . Plus T est grand, plus
S
la puissance rayonnée est grande
3. Quand T augmente les courbes d’émission se décalent vers le bleu : plus T est grand, plus la lumière émise est BLANCHE
Exercice 2 :
1. Rôle de l’halogène présent dans la lampe : l’halogène permet de recomposer le filament en réagissant avec la vapeur de filament, ce qui permet au filament d’être reconstitué. 2. Comme le filament est reconstitué, on peut augmenter sa température : la courbe d’émission se décale alors vers le bleu : la lumière est donc plus blanche et de meilleure qualité (Tc plus élevée) que pour une lampe à incandescence classique.
Exercice 3 :
Soit une lampe à halogène dont les caractéristiques sont les suivantes :
220 V - 500 W - Tc = 3100 K F = 12 000 lm
1. Signification physique de chaque valeur :
U = 220V tension d’alimentation
P = 500 W puissance électrique consommée
Tc = 3100 K : température de couleur
F = 12 000 lm : flux total émis par la lampe
2. Efficacité lumineuse de cette lampe : k =

12 000
F
=
500
P

⇒

k = 24 lm.W–1

3. Loi de WIEN : longueur d’onde λm du maximum d’émission : λm =

A
T

2898 . 10–6
= 0,935 . 10–6 m
⇒
λm = 935 nm
3100
P
P
500
4.
= σ T4
⇒
S =
⇒
S = 0,955 . 10–4 m²
–8
4
4 =
S
5,67 . 10 . 3100 σT Le filament étant cylindrique, la surface d’émission est un rectangle : longueur l = 4 cm largeur : périmètre π .D
S
0,955 . 10–4
Donc S = π .D . l ⇒
D =
=
⇒
D = 7,6 . 10–4 m
–2
3,14 . 4 . 10
π.l
⇒
D = 0,76 mm λm =

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Exercice 4 :
1. Soit une lampe à décharge à vapeur de sodium.
1.1. Principe de fonctionnement de ce type de lampe :
La vapeur de sodium est placée dns un tube muni de 2 électrodes : on créé une décharge