Exercices de Physique-Chimie : La couleur

Un laser émet une radiation lumineuse dont la longueur d'onde dans le vide est mesurée à $\lambda = 633 \text{ nm}$. 1) À quelle couleur correspond cette radiation dans le spectre visible ? 2) Sachant que la célérité de la lumière dans le vide est $c = 3,00 \times 10^8 \text{ m.s}^{-1}$, calculez la fréquence $f$ de cette radiation.

Une solution de sulfate de cuivre II, de formule $Cu^{2+}(aq) + SO_4^{2-}(aq)$, présente une absorbance maximale à une longueur d'onde de $600 \ nm$. Pour déterminer sa concentration molaire inconnue $C$, on prépare une gamme étalon et on mesure l'absorbance $A$ à cette longueur d'onde. On obtient les résultats suivants :

• Pour $C_1 = 2,0 \times 10^{-2} \ mol \cdot L^{-1}$, $A_1 = 0,30$
• Pour $C_2 = 4,0 \times 10^{-2} \ mol \cdot L^{-1}$, $A_2 = 0,60$
• Pour $C_3 = 6,0 \times 10^{-2} \ mol \cdot L^{-1}$, $A_3 = 0,90$ La mesure pour la solution inconnue donne $A_x = 0,45$. En utilisant la loi de Beer-Lambert $A = k \cdot C$, déterminez la concentration $C_x$ de la solution inconnue.

Une solution de sulfate de cuivre II, de concentration molaire $C = 0,050\,mol \cdot L^{-1}$, est placée dans une cuve de largeur $l = 1,0\,cm$. Le coefficient d'extinction molaire de cette espèce est de $\epsilon = 12,0\,L \cdot mol^{-1} \cdot cm^{-1}$ à la longueur d'onde $\lambda = 600\,nm$.

1. Calculer l'absorbance $A$ de la solution à $\lambda = 600\,nm$ en utilisant la loi de Beer-Lambert : $A = \epsilon \cdot l \cdot C$.
2. Le spectre d'absorption de la solution montre un maximum d'absorbance situé dans la zone du rouge ($600\,nm - 700\,nm$). En déduire la couleur de la radiation absorbée majoritairement.
3. En utilisant le cercle chromatique, déterminer la couleur perçue (la teinte) de la solution.
4. Si l'on place un filtre cyan (absorbant le rouge) sur le trajet d'un faisceau de lumière blanche traversant cette solution, quelle est l'influence sur l'intensité transmise à $\lambda = 600\,nm$ ? Justifier.