1ère SIGNAUX

Activité 1 Positionner un rayonnement électromagnétique sur une échelle de longueur d'onde Livre Nathan

En dehors de la lumière visible que peut détecter l'œil humain il existe d'autres rayonnements électromagnétiques invisibles mais qu'il est possible de détecter. Les rayonnements électromagnétiques sont des ondes que l'on peut distinguer suivant leur longueur d'onde en mètre ou leur fréquence en hertz. La célérité c d'une onde électromagnétique est connue (c = 3 × 108 m/s) et la relation entre la longueur d'onde (en m) et la fréquence f (en Hz) est donnée par λ=c/f

S'approprierQuestion 1 : Nommer des rayons dont la longueur d'onde est comprise entre 10–11 m et 10–8 m.Réaliser CommuniquerQuestion 2 : Le Wi-fi est une technologie de communication sans fil qui est utilisable en bande de fréquence 2,4 GHz et 5 GHz.a. Calculer la longueur d'onde pour chaque valeur de fréquence en utilisant la relation λ=c/f . Donner l'écriture scientifique de cette valeur.b. Positionner le domaine de longueur d'onde du réseau Wi-fi sur le spectre électromagnétique. c. Donner le domaine d'appartenance des ondes Wi-fi. RéaliserQuestion 3 : Les micro-ondes ont des longueurs d'onde approximativement dans la gamme de 1 gigahertz à 300 gigahertz. Déterminer le domaine de longueur d'onde en utilisant la relation λ=c/f .AnalyserQuestion 4 : Comparer les ondes issues de la technologie Wi-fi et celles issues de la technologie des micro-ondes. Conclure.

Activité 2 Positionner un rayonnement électromagnétique du domaine du visible sur une échelle

L'ensemble des ondes électromagnétiques que notre œil perçoit constitue la lumière visible. Ces ondes, constituant la lumière visible, ont des longueurs d'ondes comprises approximativement entre 400 nm et 800 nm.

S'approprier Question 1 : Donner la couleur d'une onde électromagnétique de longueur d'onde 470 nm. Réaliser Matériel : Le logiciel CHROMA 3.6 de Serge Lagier. Question 2 : TEMPS D'EXPÉRIMENTATION : Associer une longueur d'onde avec une couleur à l'aide du logiciel CHROMA a.Ouvrir le logiciel Chroma. Choisir « spectre de lumière » puis « spectre » dans la barre d'outils. En bas de la page, choisir l'onglet « Couleur ». En passant le pointeur de la souris sur le spectre de la lumière visible, il est possible de lire la longueur d'onde, la fréquence et de visualiser sa couleur. S'approprier b.Donner approximativement l'intervalle de longueur d'onde d'une onde électromagnétique verte. Réaliser c. En utilisant la relation λ=c/f, déterminer l'intervalle de fréquence de la lumière visible. On exprimera cet intervalle en THz (téra-hertz). Donner sa couleur en utilisant le logiciel. S'approprier Question 3 : Donner la couleur d'une onde électromagnétique de fréquence 4,2 × 1014 Hz.

Activité 3 Comment vérifier qu’une télécommande infrarouge fonctionne

Matériel

• 1 DEL infrarouge
• 1 DEL rouge
• 1 résistance R= 400 Ω
• 1 générateur 6 V continu
• fils de connexion
• smartphones

RéaliserProtocole:faire le montage.Filmer une vingtaine de secondes le montage avec des smartphones différents.S’approprier1. Les DEL émettent-elles des radiations électromagnétiques dans le domaine du visible ? Analyser2. Décrire ce que vous observer sur les films réalisés.Raisonner3. Indiquer quel type de radiation A, B, ou C du domaine des infrarouges, émet chaque DEL, l’aide du document suivant : Valider4. Expliquer ce que peut apporter la capacité qu’ont certains smartphones d’afficher des radiations dans l’infrarouge qui ne sont perceptibles par l’œil humain.Communiquer5. Proposer des exemples de télécommandes infrarouges dans la vie courante et/ou professionnelle.

Synthèse

Les ondes mécaniques (secousse, vibration, etc.) ne se propagent que dans de la matière : de l'air, le sol, de l'eau, etc. Les ondes mécaniques mettent en mouvement un support et l’énergie est transmise par ce mouvement. Les ondes électromagnétiques peuvent se déplacer dans le vide. Elles n’interagissent pas mécaniquement avec l’environnement. Le support n’est pas la matière.

Dans le vide, une onde électromagnétique se propage à la vitesse de la lumière : c=300 000 000 m⁄s = 3×108 m⁄s c=300 000 km⁄s Une onde électromagnétique est caractérisée par sa longueur d’onde dans le vide λ et sa fréquence f. La vitesse de propagation d’une radiation électromagnétique dépend du milieu. Le spectre électromagnétique est le classement des ondes électromagnétiques en fonction de leur fréquence. On distingue les rayonnements gamma, X, ultraviolets, visibles, infrarouges, micro-ondes et ondes hertziennes (radio). L’œil humain perçoit les ondes électromagnétiques comprise entre les longueurs d’ondes 380 nm et 780 nm.