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Vidéo de question : Comparaison de la largeur spectrale de plusieurs spectres Physique

Les lignes représentées sur le graphique représentent les spectres de lumière émise par certains objets. Quelle ligne de couleur correspond au spectre ayant la plus grande largeur spectrale?

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Transcription de vidéo

Les lignes représentées dans le graphique suivant représentent les spectres de lumière émise par certains objets. Quelle ligne de couleur correspond au spectre ayant la plus grande largeur spectrale? (A) La ligne rouge, (B) la ligne verte, (C) les spectres ont tous la même largeur spectrale.

En regardant notre diagramme, nous voyons plusieurs courbes d’intensité en fonction de la longueur d’onde. Chacune de ces courbes représente le spectre, ainsi que toutes les longueurs d’onde de la lumière et leurs intensités correspondantes, émises par un ensemble d’objets. Nous pourrions donc voir cela comme un objet émettant de la lumière comme le montre cette courbe verte, ou un objet émettant de la lumière comme le montre la courbe orange, ou bien encore un autre objet émettant de la lumière comme la courbe violette et un dernier comme le montre la courbe rouge. Ce sont les spectres de lumière émise par quatre objets. Nous voulons identifier quelle ligne de couleur correspond à la plus grande largeur spectrale.

Au début, nous pourrions penser que la largeur spectrale d’une ligne donnée est mesurée ici sur l’axe des longueurs d’onde. Il est normal, cependant, de mesurer la largeur spectrale d’un spectre donné en utilisant ce qu’on appelle la largeur à mi-hauteur du maximum ou la largeur maximale à mi-hauteur de ce spectre. L’idée est que si nous avons un spectre, comme celui-ci, nous trouvons la hauteur maximale de ce spectre. Divisons donc ce nombre par deux, puis mesurons toute la largeur du spectre à cette mi-hauteur du maximum. La largeur spectrale de cet exemple de spectre sera donc mesurée par cette différence de longueur d’onde. Alors maintenant, appliquons la même approche à notre diagramme d’origine et aux quatre spectres.

Le maximum du spectre vert est ici, et la moitié de cette valeur est ici sur l’axe de l’intensité. Toute la largeur du spectre vert à cette demi-hauteur est indiquée par cette droite horizontale. Maintenant, il se trouve que cette demi-hauteur de la courbe verte est aussi la hauteur maximale de la courbe orange. La moitié de cette hauteur est ici sur notre axe d’intensité. La largeur du spectre orange à cette hauteur est donnée par cette longueur de ligne. Notez que cette hauteur est la hauteur maximale de la courbe violette. La moitié de ce maximum nous donne cette valeur. La largeur de la courbe violette à la moitié de sa hauteur maximale est donnée par cette longueur de ligne.

Ce même processus est répété pour le spectre rouge. La moitié de la hauteur maximale de ce spectre est ici. Donc notre spectre rouge a cette largeur spectrale. En alignant ces quatre largeurs spectrales, nous voyons qu’elles couvrent toutes la même portée sur l’axe des longueurs d’onde. En d’autres termes, la largeur spectrale de la lumière provenant de chacun de ces quatre objets est la même. Même si les pics de ces spectres ont tous des hauteurs différentes, leurs largeurs, c’est-à-dire leurs largeurs spectrales, sont toutes les mêmes. Nous choisissons la réponse (C) pour notre réponse.

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