EXERCICES SUR SOURCES ET PHOTOMETRIE

EXERCICES SUR SOURCES ET PHOTOMETRIE
EXERCICE 1 :
Dans un lustre on place une ampoule dépolie à incandescence dont les indications
inscrites sur la boîte sont : 100 W ; 2000 1m ; 2800 K ; 1000 h.
1.) Que signifient ces indications ?
2.) Donner le principe d'une lampe à incandescence.
3.) Calculer l'efficacité lumineuse de cette lampe
4.) On considère qu'elle émet de façon uniforme dans le demi-espace inférieur. Calculer son intensité
lumineuse I .
5.) Une table circulaire de rayon R = 2,00 m est placée sous le lustre. Le lustre est juste à la verticale du
centre O de la table à une hauteur h = 1,50 m de la lampe.
5.1. Calculer l’éclairement EO de la table juste à la verticale de la lampe .
5.2. Calculer l’éclairement EM du bord de la table .
6.) Quel type de lampe à incandescence doit-on utiliser pour augmenter l'efficacité lumineuse et la durée
de vie de ce type de lampe ? Expliquer son principe.
EXERCICE 2 :
On distingue 3 grandes catégories de sources lumineuses selon le phénomène
physique mis en œuvre:
- l'incandescence (lampes à incandescence)
- les décharges électriques (tubes à décharge)
- la fluorescence (tubes luminescents).
Rappeler et expliquer le principe de fonctionnement de ces 3 types d'éclairage.
EXERCICE 3 :
On utilise des lampes à halogènes pour éclairer la surface de travail d’un bureau. Ces
lampes ont les caractéristiques suivantes :
- la surface indicatrice d’intensité lumineuse est une sphère passant par la lampe, le centre de la sphère
étant placé à la verticale sous la lampe.
- 230 V / 75 W
3250 K
2400 lm
1800h
1.) Eclairement :
1.1) Tracer la surface indicatrice d’intensité lumineuse, et démontrer la relation qui existe entre I
(intensité dans une direction latérale) et Io (intensité selon la verticale)
1.2) Calculer l’éclairement Eo d’un point O situé juste à la verticale de la lampe (h = 2 m).
1.3) Calculer l’éclairement E1 d’un point A du bureau situé à x = 1,20 m du point O.
2.) Caractéristiques des lampes :
2.1) Quel type de spectre émettent ces lampes ?
2.2) Donner la définition de ce qu’on appelle la température de couleur
2.3) Quel est le rôle de l’halogène présent dans ces lampes ? Pourquoi la lumière émise est-elle de
meilleure qualité que pour une lampe à incandescence classique ?
2.4) Calculer l’efficacité lumineuse de ces lampes
A
2.5) Loi de Wien λ m =
avec A = 2900 µm.K . Tracer le spectre d’émission et dire à quoi
T
correspond la valeur de λ m . Où se situe cette valeur par rapport au domaine de visibilité de l’œil
humain.
EXERCICE 4 :
L'éclairage de la plate-forme d’une scène de spectacle est assuré à l'aide de trois
projecteurs à halogènes munis de filtres colorés et notés A, B, C.
A est muni d'un filtre rouge, B d'un filtre vert et C d'un filtre bleu.
Sur chaque projecteur nous pouvons lire les indications : 25 lm.W–1 - 150 W - 2800 K
1) Quelle est la signification physique de ces indications ?
2) Expliquez le principe de fonctionnement d'une lampe à halogène.
3) Lorsque les trois projecteurs sont allumés simultanément la plate-forme apparaît jaune.
3.1. On allume A . B et C sont éteints. Quelle est la couleur de la plate-forme ? Justifier votre
réponse.
3.2. On allume B et C . A est éteint. Quelle est la nouvelle couleur de la plate-forme ? Justifier
votre réponse.
3.3. On allume C . A et B sont éteints. Donner la nouvelle couleur de la plate-forme et justifier
votre réponse.