Absorption et émission de la lumière

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Questions and Answers

Quel est le principe de conservation qui régit la réflexion et la transmission de la lumière à travers un dioptre?

R + T = 1 (correct)

R - T = 1

R + T = 0

R * T = 1

Lorsqu'une intensité incidente est entièrement réfléchie, quel terme qualifie ce phénomène?

Transmission totale

Réflexion totale (correct)

Transmission partielle

Réflexion partielle

À incidence normale, comment s'exprime le coefficient de réflexion R en fonction des indices de réfraction?

R = (n1 + n2) / (n1 - n2)

R = (n1 / n2) * (n2 / n1)

R = (n1 - n2)² / (n1 + n2)² (correct)

R = (n2 - n1) / (n2 + n1)

Quels angles sont égaux lorsque la lumière atteint un dioptre par incidence normale?

Angle incident et angle réfléchi Signup and view all the answers

En tenant compte d'un rayonnement incident de longueur d'onde l, quelle relation existe entre les intensités réfléchie et transmise?

I réfléchi + I transmis = I incident Signup and view all the answers

Quel est le résultat de l'absorption d'une onde électromagnétique (OEM) dans une matière homogène?

L'énergie de l'OEM est transférée aux molécules de la matière. Signup and view all the answers

Comment le coefficient d'absorption a est-il affecté?

Il dépend de la longueur d'onde de l'OEM. Signup and view all the answers

Quelle loi décrit la relation entre l'absorbance A et le coefficient d'absorption a?

A = -Ln(I(d) / I(0)) Signup and view all the answers

Quel effet résulte des transitions radiatives après absorption de l'OEM?

Fluorescence à une longueur d'onde différente. Signup and view all the answers

Quel facteur ne change pas le spectre d'absorption d'une molécule?

L'énergie des noyaux. Signup and view all the answers

Quelle est la relation entre l'intensité transmise I(d) et l'intensité initiale I(0) dans la matière d'épaisseur d?

I(d) = I(0) * exp(-a * d) Signup and view all the answers

Quelle condition doit être remplie pour qu'une matière fluorescente émette de la lumière?

L'énergie absorbée doit être supérieure à l'énergie de transition radiative. Signup and view all the answers

Quel est le lien entre les niveaux d'énergie et l'absorption de lumière par une molécule?

L'absorption de l'OEM entraîne des transitions entre les niveaux d'énergie. Signup and view all the answers

Comment la fluorescence d'une molécule dépend-elle de son environnement?

Elle dépend des interactions moléculaires dans l'environnement. Signup and view all the answers

Quel paramètre est utilisé pour caractériser la quantité de lumière absorbée par une substance?

Le coefficient d'absorption a. Signup and view all the answers

Quelle est la conséquence d'une incidence normale d'une OEM sur un dioptre?

Il y a réflexion et transmission selon des angles différents. Signup and view all the answers

Quelle est la forme d'une courbe de spectre d'absorption?

Elle présente des raies d'absorption distinctes. Signup and view all the answers

Comment calcule-t-on le coefficient de transmission T en intensité?

T = I(d) / I(0) Signup and view all the answers

Quelle caractéristique est essentielle pour mesurer l'absorbance d'une solution?

L'épaisseur de la solution d'échantillon. Signup and view all the answers

Que se passe-t-il lorsque la lumière rencontre un dioptre avec $n_1 < n_2$?

Le rayon transmis se rapproche de la normale au dioptre. Signup and view all the answers

Quel est le rôle de la normale au dioptre?

Elle est perpendiculaire à la surface du dioptre. Signup and view all the answers

Quelle est la première loi de Snell-Descartes?

i = r Signup and view all the answers

Quand la réflexion totale se produit-elle?

Lorsque $i > i_{lim}$. Signup and view all the answers

Que signifie $n_1 > n_2$ pour un rayon transmis?

Il s'écarte de la normale. Signup and view all the answers

Quelle est la condition pour qu'il y ait un rayon réfracté?

Si l'angle d'incidence est inférieur à $i_{lim}$. Signup and view all the answers

Pourquoi est-il dit que le dioptre est homogène et isotrope?

Parce qu'il a la même composition dans toutes les directions. Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui détermine l'angle limite pour la réflexion totale?

Les indices de réfraction $n_1$ et $n_2$. Signup and view all the answers

Quel phénomène se produit à la surface d'un dioptre?

Il y a à la fois transmission et réflexion. Signup and view all the answers

Que représente la 2ème Loi de Snell-Descartes?

$n_1 sin(i) = n_2 sin(i')$ Signup and view all the answers

Comment l'intensité de la lumière incidente affecte-t-elle la réflexion et la transmission?

L'intensité incidente se divise entre réflexion et transmission. Signup and view all the answers

Quel est l'effet d'un dioptre sur un rayon lumineux incident?

Le rayon peut être transmis, réfléchi ou les deux. Signup and view all the answers

Dans quelle situation la lumière n'est-elle pas réfractée?

Lorsque la lumière se propage dans le même milieu. Signup and view all the answers

Que se passe-t-il si $i = 90$ degrés?

Le rayon est totalement réfléchi. Signup and view all the answers

Study Notes

Absorption et émission par la matière

Les molécules en solution peuvent absorber et émettre de la lumière.
Les niveaux d'énergie des molécules sont quantifiés : énergie électronique, vibration et rotation.
L'absorption d'un photon conduit à une excitation vers un niveau d'énergie excité.
L'énergie absorbée est égale à la différence d'énergie entre les niveaux : DEabs = h nabs = h c /labs.
Le spectre d'absorption est caractérisé par la forme et l'intensité des raies, qui dépendent de la nature et la quantité des molécules absorbantes.

Absorption de la lumière par la matière

La matière homogène et isotrope peut absorber de la lumière à des longueurs d'onde spécifiques.
L'énergie de la lumière absorbée est transférée au milieu absorbant.
Le coefficient d'absorption "a" dépend de la longueur d'onde, de l'énergie et de l'intensité de la lumière, ainsi que des constituants de la matière.

Intensité transmise par absorption

L'intensité de la lumière transmise diminue avec l'épaisseur de la matière traversée.
La relation entre l'intensité transmise I(d) et l'intensité incidente I0 est donnée par : I(d) = I(0)exp[ -a d].
Le coefficient d'absorption "a" est exprimé en m-1 ou sous-multiples (cm-1, mm-1...).

Absorption et absorbance

L'absorbance "A" est une mesure de l'absorption, indépendante de la longueur du trajet optique.
La loi de Beer-Lambert relie l'absorbance à la concentration molaire "cM" et au coefficient d'extinction molaire "e" : A = e cM d.

Fluorescence après absorption

La fluorescence est un processus d'émission de lumière après absorption.
La longueur d'onde de la lumière émise (lfluo) est plus grande que celle de la lumière absorbée (labs) : DEabs > DEfluo.
La durée de vie du niveau d'énergie excité est appelée "t".

Réflexion et réfraction par un dioptre

Un dioptre est une surface qui sépare deux milieux d'indices de réfraction différents (n1 et n2).
La lumière peut être partiellement réfléchie et partiellement transmise à l'interface.
Dans le cas d'un dioptre plan, les angles d'incidence (i), de réflexion (r) et de réfraction (i') sont liés par les lois de Snell-Descartes.

Angles de réflexion et de réfraction

La première loi de Snell-Descartes stipule que l'angle d'incidence est égal à l'angle de réflexion : i = r.
La deuxième loi de Snell-Descartes stipule que le rapport entre le sinus de l'angle d'incidence et le sinus de l'angle de réfraction est égal au rapport des indices de réfraction des deux milieux : n1 sin (i) = n2 sin(i').
Si n1 < n2, le rayon transmis se rapproche de la normale.
Si n1 > n2, le rayon transmis s'écarte de la normale.

Réflexion totale

La réflexion totale se produit lorsque l'angle d'incidence est supérieur à l'angle limite (ilim).
L'angle limite est donné par : ilim = ArcSin(n2/n1).

Coefficients de réflexion et transmission

Le coefficient de réflexion (R) représente la fraction de l'intensité incidente qui est réfléchie.
Le coefficient de transmission (T) représente la fraction de l'intensité incidente qui est transmise.
La conservation de l'énergie implique que R + T = 1.

Pertes de Fresnel en incidence normale

En incidence normale (i = 0), le coefficient de réflexion est donné par : R = ((n2 - n1) / (n2 + n1))^2.
Les pertes de Fresnel sont dues à la différence d'indices de réfraction entre les deux milieux.

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Description

Ce quiz explore le processus d'absorption et d'émission de la lumière par les molécules en solution. Il aborde des concepts tels que les niveaux d'énergie, le spectre d'absorption, et le transfert d'énergie. Testez vos connaissances sur comment la matière interagit avec la lumière et les facteurs influençant cette interaction.