Feuille d'activités de la leçon : Rayonnement du corps noir Physique

Dans cette feuille d'activités, nous nous entraînerons à décrire le changement de couleur d’un corps noir parfait en fonction de la température, et à expliquer comment cela montre l’aspect quantique de la lumière.

Q1:

Les figures (a), (b) et (c) illustrent les modes de résonance possibles d'une cavité pour des ondes électromagnétiques émises à un point de cette cavité. Compte tenu de la longueur d'onde d'une onde qui peut former un mode de résonance de la cavité et, le nombre de modes à cette longueur d'onde qui peuvent exister dans une cavité donnée, l'augmentation de la longueur d'onde va-t-elle augmenter, diminuer ou ne va-t-elle pas affecter le nombre de modes?

  • Aaugmenter le nombre de modes
  • Bdiminuer le nombre de modes
  • Cn'a pas d'influence sur le nombre de modes

Q2:

Laquelle des ondes électromagnétiques représentées sur le schéma d'une cavité correspond à un mode de résonance possible de la cavité?

  • A
  • B

Q3:

Laquelle des ondes électromagnétiques indiquées sur ces schémas de cavité pourrait être un mode de résonance de la cavité?

  • A
  • B
  • C

Q4:

Quel mot peut compléter l'affirmation suivante sur les modes de résonance des ondes électromagnétiques dans une cavité?

Pour entrer en résonance dans une cavité, une onde électromagnétique doit avoir un déplacement aux extrémités de la cavité.

  • Anul
  • Bmaximal
  • Cnon nul

Q5:

L'énergie totale émise par un corps noir est de 1,25 µJ. Si l'énergie rayonnée totale est divisée en quanta avec une longueur d'onde de 700 nm, combien de quanta seraient émis? Utilise 6,626×10 J⋅s pour la valeur de la constante de Planck. Réponds en notation scientifique au centième près.

  • A8,05×10
  • B1,15×10
  • C1,06×10
  • D6,12×10
  • E4,40×10

Q6:

Choisis le mot qui compléterait correctement l’affirmation suivante concernant l’émission de rayonnements électromagnétiques par un corps noir idéal:

Le spectre d'émission électromagnétique d'un corps noir idéal est spectre du rayonnement que le corps noir absorbe.

  • Aindépendant du
  • Bpareil que le
  • Cl'inverse du

Q7:

Choisis le mot qui compléterait correctement l'affirmation suivante concernant l'absorption d'un rayonnement électromagnétique par un corps noir idéal:

La partie du spectre d'absorption d'un corps noir idéal contenant la plus grande gamme de longueurs d'onde contient des longueurs d'onde que la longueur d'onde la plus fortement absorbée par le corps noir.

  • Aplus longue
  • Bplus courte

Q8:

Laquelle des ondes électromagnétiques dans le schéma d'une cavité correspondrait à un mode de résonance possible de la cavité?

  • A
  • B

Q9:

Applique la loi de Rayleigh-Jeans de rayonnement du corps noir pour calculer l'irradiance du rayonnement électromagnétique à une longueur d'onde de 700 nm émise par un corps noir ayant une température de 2‎ ‎500 K. Utilise 1,3806×10 m2⋅kg/s2⋅K pour la valeur de la constante de Boltzmann. Donne la réponse en notation scientifique avec deux décimales.

  • A2,71×10 W/m2
  • B8,04×10 W/m2
  • C5,90×10 W/m2
  • D1,15×10 W/m2
  • E8,39×10 W/m2

Q10:

Le diagramme montre une courbe de rayonnement électromagnétique en fonction du spectre d'émission d'un corps noir avec une longueur d'onde de crête𝜆.

Quels mots compléteraient correctement l'affirmation suivante sur les raisons de la forme du spectre?

Dans la région du spectre, la variation d'intensité du rayonnement émis avec la longueur d'onde de rayonnement émis est principalement due au fait que les quanta de lumière avec des longueurs d'onde de cette région représentent une partie de l'ensemble de l'énergie émise par le corps noir que les quanta de lumière avec les longueurs d'onde trouvées dans la région .

  • AI, plus grande, II
  • BII, plus petite, I
  • CII, plus grande, I

Quels mots compléteraient correctement l'affirmation suivante sur les raisons de la forme du spectre?

Dans la région du spectre, la variation d'intensité du rayonnement émis avec la longueur d'onde de rayonnement émis est principalement due au fait que le nombre de modes de résonance de chaque longueur d'onde à mesure que la longueur d'onde diminue.

  • AI, décroît
  • BI, croît
  • CII, croît

Cette leçon comprend 17 questions additionnelles et 8 variantes de questions additionnelles pour les abonnés.

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