1r Ch5-Les infrarouges et leurs applications
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Comment les infrarouges sont-ils utilisés dans certains systèmes de détection ?
| Notions et contenus | Connaissances et capacités exigibles Activités expérimentales supports de la formation |
| Domaine des ondes électromagnétiques Température d’un corps et rayonnement émis. Loi de Wien Émission d’infrarouges par le corps humain | Connaître les limites de longueur d’onde dans le vide du domaine visible et situer les rayonnements infrarouges et ultraviolets. Savoir que le corps humain émet des rayonnements infrarouges, invisibles à l’œil nu et sans danger pour l’homme. Exploiter la représentation graphique de la loi de Wien afin de montrer que le corps humain est émetteur de rayonnements infrarouges. Recueillir et exploiter des informations sur l’utilisation des rayonnements infrarouges dans certains détecteur |
1. Quelles sont les limites des ondes électromagnétiques ?
Les ondes électromagnétiques regroupent toutes les ondes s’étalant des rayons gamma aux ondes hertziennes.
Dans ce chapitre, nous allons nous focaliser sur les ondes électromagnétiques proches du domaine visible s’étalant du violet (environ 400 nm dans le vide) au rouge (environ 800 nm dans le vide).
Les ultraviolets (U.V.) ont une longueur d’onde inférieure à celle de la lumière visible et les infrarouges (I.R.) ont une longueur d’onde supérieure à la lumière visible.
Remarque : Les ondes électromagnétiques sont classées en fonction de leurs fréquences, exprimées en Hertz (Hz). Ce classement est inversé en longueur d’onde dans le vide où λ est exprimée en mètre (m).
2. Température d’un corps et rayonnement émis
Tout corps porté à une température supérieure au zéro absolu, soit supérieure à - 237 °C, émet un rayonnement.
Selon la loi de Wien, la longueur d’onde dans le vide λmax à laquelle un corps émet un maximum d’intensité lumineuse est inversement proportionnelle à sa température T. Donc lorsque nous élevons la température d’un corps, il émet un rayonnement avec une diminution progressive de son λmax
Remarque : Après analyse du spectre d’émission d’une étoile, connaissant sa longueur d’onde dans le
vide λmax pour laquelle il y a un maximum d’intensité lumineuse, il nous est possible de déterminer la
température à sa surface.
3. Un être humain émet-il des ondes électromagnétiques ?
En étudiant le spectre d’émission du corps humain (voir Fig. 4), nous remarquons qu’il émet dans un
domaine où la longueur d’onde dans le vide est supérieure à celle du domaine visible. Tout corps humain
émet donc dans les infrarouges, invisibles à l’œil nu
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