Pourquoi les UV brûlent et pas l'infrarouge

Exercice · niveau 2 · physique des ondes (MPSI), chapitre 4 — Dualité onde-particule

Énoncé

Casser une liaison chimique de la peau (ou de l'ADN) demande typiquement une énergie de l'ordre de $3.5 eV$ par photon.

Calculer l'énergie d'un photon UV ( $300 nm$ ), visible ( $550 nm$ ) et infrarouge ( $1500 nm$ ).

Lesquels peuvent casser une liaison ? Relier au coup de soleil.

Une lampe infrarouge très puissante peut-elle « bronzer » ? Pourquoi chauffe-t-elle seulement ?

Corrigé

1. $E = h c / λ$ en eV : UV $\approx 4, 1$ eV ; visible $\approx 2, 25$ eV ; IR $\approx 0, 83$ eV.

2. Seul l'UV ( $4, 1 > 3, 5$ eV) franchit le seuil et casse des liaisons : c'est lui qui provoque coups de soleil et lésions de l'ADN. Le visible et l'IR n'en ont pas l'énergie par photon.

3. Non : même très intense, l'IR n'apporte que des photons de $0, 83$ eV, incapables de la photochimie du bronzage. L'énergie s'accumule sous forme d'agitation thermique (chaleur), pas de réactions : on chauffe sans bronzer.

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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.