Ondes et lumière

[invitea17449d4]

Voici quelques question aux quels j’aimerais répondre avec la plus grande précisions, je vous serais très reconnaissant de bien vouloir m’aider si le temps n’est pas contre vous ! lol
Je dois faire une petite conférence pour une classe de 3ème sur les énergies rayonnantes, et c’est à moi de tout préparer. Car notre lycée cherche des volontaires pour faire ce type d’activités et je me suis porté volontaire car je pense qu’il est important de partager ses connaissances avec les autres. Néanmoins le temps est contre moi et je dois finir cela pour jeudi, c’est pour cela que je viens vers vous pour me venir en aide.
Voici le plan que je vais suivre :

1-décomposition de la lumière blanche

2-ynthèse de la lumière blanche
Expliquer comment il est possible de reconstituer une lumière blanche à partir de couleurs (notions des termes primaires, secondaires, complémentaires)

3-les théories de la lumière blanche
En expliquant les deux théories de « lumière ondulatoire et corpusculaire ». Sont-elles complémentaires est quelle formule permet de calculer l’énergie d’un photon (les unités).

4-Domaine des longueurs d’ondes
Faire une échelle des longueurs d’onde sur laquelle devront apparaître les domaines suivants : rayon gamma, rayon x, ultra violet, visibles, infra rouges, ondes hertziennes.

5-Comment les micro ondes cuisent nos aliments

Merci
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[invite30d411fd]

En expliquant les deux théories de « lumière ondulatoire et corpusculaire ». Sont-elles complémentaires est quelle formule permet de calculer l’énergie d’un photon (les unités).

Je vois pas l'intérêt de parler de photons à des collégiens mais bon ^^
La théorie qui décrit bien la lumière à l'échelle humaine est la théorie ondulatoire. La lumière est une onde électromagnétique et cela se montre par différents phénomènes spécifiques aux ondes : diffraction ("éparpillement" de l'intensité lorsque la lumière passe dans un petit trou ou à travers un cheveu typiquement), interférences, battements.
Tu peux expliquer que la lumière est une vibration électrique et magnétique très rapide et que la fréquence de l'onde donne la couleur (mais pas l'inverse, ce que tu auras montré avant en disant que plusieurs lumières combinées donner plusieurs couleurs différentes). Je vois pas bien comment montrer simplement ce qu'est une onde électromagnétique... essaye d'approcher des aimants puissants près de transformateurs électriques en fonctionnement qui délivrent quelques watts, tu peux parfois sentir une vibration de l'aimant.
Tu peux montrer la diffraction avec un pointeur laser et un cheveu et faire le parallèle avec le son qu'on peut entendre même derrière un mur avec une fenêtre ouverte grâce à la diffraction. Les sceptiques te diront qu'il y a aussi les réflexions

Pour la théorie corpusculaire, il n'y a pas d'expérience simple, c'est bien pour ça qu'on a attendu le 20ème siècle pour voir arriver l'idée de photon. Il faudra se contenter d'expliquer qu'un photon est le plus petit paquet de lumière possible et son énergie est E = h*nu (h = 6.62 10^-34 J.s et nu la fréquence de l'onde en Hz, pour la lumière c'est typiquement 500 10^12 Hz).

Faire une échelle des longueurs d’onde sur laquelle devront apparaître les domaines suivants : rayon gamma, rayon x, ultra violet, visibles, infra rouges, ondes hertziennes.

Tu peux expliquer qu'il n'y a pas que la lumière visible, il y a d'autres ondes que l'oeil ne voit pas. Après le rouge, il y a l'infrarouge utilisé par les télécommandes. Tu peux voir les diodes des télécommandes avec un appareil photo normalement, c'est sympa pour expliquer que l'infrarouge est à portée de détecteur. Après, il y a les infrarouges "thermiques" du corps humain puis les micro-ondes qui chauffent les aliments, les micro-ondes qui transportent internet en WiFi, les téléphones portables, la télé, etc... De l'autre côté, après le violet, il y a l'ultraviolet : celui qui nous fait bronzer, celui qui est utilisé dans la "lumière noir" et qui fait briller les vêtements blancs, puis les rayons X des radios etc...

Comment les micro ondes cuisent nos aliments

Tu expliques que les objets noirs absorbent la lumière visible et s'ils sont exposés longtemps au soleil, ils deviennent chauds. De la même manière, l'eau absorbe bien les micro-ondes, chauffe et cuit les aliments. Le plastique lui n'absorbe pas donc il ne chauffe pas.

[invitea17449d4]

Merci pour les informations !
Je pense que je vais me servir des exemples comme les lasers des commandes et autre. En tout cas merci de m'avoir répondu.
A bientôt

[f6bes]

Bsr adristars25:
Le spectre élctromagnétique:
http://www2.fsg.ulaval.ca/opus/physi...ages/13bbb.jpg
Bonne soirée

[A voir en vidéo sur Futura]

[mach3]

Pour la théorie corpusculaire, il n'y a pas d'expérience simple, c'est bien pour ça qu'on a attendu le 20ème siècle pour voir arriver l'idée de photon.

La lumière a été envisagé comme étant de nature corpusculaire bien avant, mais cela ne tenait pas expérimentalement devant le succès de la théorie ondulatoire. Le photon a ensuite été postulé plus tard, à cause de l'effet photoélectrique notamment et la théorie corpusculaire était donc de retour. Mais attention, le photon n'a pas grand chose à voir avec le corpuscule classique qu'on imaginait autrefois.

m@ch3

[inviteca4b3353]

Il me semble que vous oubliez tous la première théorie de la lumière qui explique 90% des phénomènes lumineux et qui constitue, lorsque la taille des objets est tres grande devant la longueur d'onde, une excellente approximation de la théorie ondulatoire : l'optique géométrique. Elle est basé sur le concept de rayon lumineux. Un exposé sur la lumière doit commencé par ca. Ensuite on introduit des raffinements tels que l'aspect ondulatoire lorsque la taille de certains objets (exemple fente) devient de l'ordre de la longueur d'onde. L'aspect corpusculaire (ie quantique) devient indispensable lorsque le flux lumineux est tres tres faible.