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Spectre d'émission d'une lampe à incandescence



  1. #1
    FinchMulateur

    Spectre d'émission d'une lampe à incandescence


    ------

    Bonjour,

    je me demandais s'il était possible, en multipliant les mesures, d'établir l'allure du spectre d'émission d'une ampoule en utilisant un monochromateur à réseaux, un picoampèremètre, un potentiomètre et un voltmètre.

    En fait, je réalise un rapport lié à un laboratoire de physique décrivant l'effet photoélectrique et il nous est demander d'expliquer comment aurait-on pu améliorer nos résultats...

    En pièces jointes un schéma simplifié de l'appareillage.

    Il me semble évident qu'en connaissant le spectre d'émission (ou tout du moins la partie associée à la gamme de longueurs d'ondes étudiées) du filament de tungstène de l'ampoule à incandescence utilisé, des conclusions supplémentaires auraient pu être induites.

    Je fais l'hypothèse que la température de l'ampoule demeure constante durant la durée de l'expérience (pas d'oscillations trop terribles au niveau du nanoampère dans le circuit durant les mesures... mais est-ce tellement vrai à l'échelle de la demi-heure ?)

    1. On fixe un voltage particulier aux bornes du circuit.
    2. On fait varier les longueurs d'ondes dans la zone du graphique où les effets du courant de saturation sont faibles (longueurs d'onde suffisamment grandes) et où la courbe est quasiment linéaire (on connait ces zones par le graphique de la courbe courant-potentiel réalisées auparavant dans le laboratoire.)

    La courbe courant-potentiel étant linéaire dans la zone choisie, le courant est proportionnel à l'énergie transmise aux électrons par les photons émis par la lampe, ce qui permet d'obtenir un morceau du spectre.

    3. On répète l'expérience pour d'autres voltages aux bornes du circuit en prenant soin d'étalonner nos droites à quelques longueurs d'onde de référence.

    4. On obtient un nuage de point décrivant avec une certaine précision un morceau du spectre d'émission du tungstène.

    Maintenant, c'est bien beau de rêver avec des hypothèses un peu bisounours...

    J'aimerais votre avis.

    Bonne soirée

    -----
    Images attachées Images attachées  

  2. #2
    LPFR

    Re : Spectre d'émission d'une lampe à incandescence

    Bonjour.
    Je crois que vous faites erreur quand vous dites que le courant est proportionnel à l'énergie transmise aux électrons.
    Par exemple, si vous utilisez une longueur d'onde dont l'énergie correspondante est inférieure au travail de sortie (work function) du césium, il y aura bien de l'énergie transmisse aux électrons, mais aucun électron n'en sortira du métal.
    Certes, le travail de sortie du césium n'est pas grands (2,1 eV), mais les seuls électrons qui pourront sortir sont ceux dont la vitesse perpendiculaire à la surface correspond à une énergie plus grande que 2,1 eV.

    Imaginez une sphère de rayon égal à l'énergie des photons incidents. Les électrons sont émis dans toutes les directions, mais seuls ceux qui sont au delà d'un plan situé à 2,1 eV du centre peuvent sortir du métal. Le calcul ne doit pas être trop difficile à faire, mais il faut en tenir compte si vous voulez calculer le nombre de photons (et non l'énergie) arrivant.

    Je ne sais pas si le rendement de la réaction photon --> électron (à l'intérieur du métal) est indépendant de la longueur d'onde.
    Au revoir.

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