Première S 2015-2016

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Choisir un matériau pour le filament d'une ampoule

Une ampoule à incandescence classique utilise un filament en tungstène.

Le tungstène est le métal possédant la plus haute température de fusion ( \(\displaystyle{T_{1} = 3\ 410}\) °C). Par ailleurs, le tungstène peut être chauffé jusqu'à \(\displaystyle{T_{2} = 2\ 700}\) K environ tout en restant rigide et solide.

Donnée : pour cet exercice, on considèrera que le domaine du visible s'arrête à 750 nm.

1

Déterminer les longueurs d'onde \(\displaystyle{\lambda_{1}}\) et \(\displaystyle{\lambda_{2}}\) des maximums d'intensité pour ces deux températures.

2

Dans quel domaine se situent ces longueurs d'onde ?

3

On souhaite que le maximum d'intensité soit le même que celui du Soleil ( \(\displaystyle{\lambda_{S} =500,0}\) nm) pour que l'ampoule émette une lumière proche de la lumière du jour.
Quelle doit-être la température du filament pour cela ?

4

Sachant que la température à la surface du Soleil est de 5778 K, le résultat de la question précédente est-il cohérent ? Pourquoi ?

5

Pourquoi utilise-t-on le tungstène pour les filaments ?

Chapitre 3 Les sources de lumière colorée
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