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Spectres lumineux
Plan du cours
I - Spectres d’émission
II- Spectres d’absorption
III- Application à l’astrophysique
Définition d’un spectre lumineux :
C’est la figure obtenue par décomposition d’une lumière complexeen ses radiations ou couleurs monochromatiques. La décomposition est réalisée grâce à un prisme ou un réseau.
I- Spectres d’émission
Définition:
Spectre produit par la lumière directement émise par une source
Sources émettrices
1- Objet incandescent 2- Atomes isolés ou ions monoatomiquesdans une flamme
3- Gaz chauffé à basse pression
spectre
spectre
spectre
• Un corps dense (solide, liquide ou gaz sous forte pression) chauffé à haute température émet de la lumière.
• la couleur de la lumière émise dépend de la température du corps.
Exemples d’étoiles :
Beltégeuse Soleil Sirius Rigel
Couleur rouge jaune blanche bleue
Température de surface
3000 °C 6000 °C 11 000 °C 20 000 °C
1- Objet incandescent
Les spectres d’origine thermique sont des spectres continus.
1- Objet incandescent
Plus le corps est chauffé plus le spectre s’enrichit en couleurs vertes, bleues puis violettes. (a)
850 °C (b) 1100°C (C) 2700°C
1- Objet incandescent
2- Atomes isolés ou ions monoatomiquesdans une flamme
Expérience : dans la flamme non éclairante d’un bec Mecker, on porte un fil de platine ayant été trempé dans une solution contenant des ions.
Observation : couleur des flammes suivant les différents ions chauffés
Baryum Calcium Cuivre Potassium Lithium Sodium Strontium
Conclusion : les couleurs obtenues sont caractéristique des ions. Ces tests permettent donc d’identifier des ions en solution.
2- Atomes isolés ou ions monoatomiques dans une flamme
Les spectres de flammes sont des spectres de raies.Dans un spectre de raies, le nombre et les couleurs des raies sont caractéristiques d’un atome ou ion.
Exemple du mercure
2- Atomes isolés ou ions monoatomiques dans une flamme
Le spectre est la signature de l’atome.Des spectres de référence permettent d’identifier des espèces inconnues.
Exemple du sodium
Dans le cas du sodium on observe une raie caractéristique :un doublet jaune orangé à 589 nm
Ex 14 p.76
2- Atomes isolés ou ions monoatomiques dans une flamme
3- Gaz chauffé à basse pression
• Un gaz sous faible pression et à haute température émet de la lumière.
• la couleur de la lumière émise dépend de l’atome.
• Les spectres obtenus sont des spectres discontinus, des spectres de raies.
3- Gaz chauffé à basse pression
Exemple du mercure
3- Gaz chauffé à basse pression
II-Spectres d’absorption
Définition :Spectre obtenu en analysant la lumière blanche qui a traversé une substance (solution ou gaz).
1- Spectre de bandes d’absorption :
Un spectre de bande est caractéristique de la substance dissoute en solution.La couleur absorbée sera complémentaire de la couleur émise par la solution.
Solution colorée
Spectre de bandes d ’absorption
La solution est de couleur magenta donc elle absorbe le vert.
2- Spectre de raies d’absorption :
Le gaz absorbe les radiations qu’il est capable d’émettre.
III- Application à L’astrophysique
Une étoile est une boule de gaz chaud et dense.
Sa surface la photosphère émet une lumière donnant un spectre d’émission continu d’origine thermique.
La couleur de l’étoile renseigne sur la température de la surface
La lumière quittant le sol traverse la chromosphère,
atmosphère formée de gaz sous faible pression.
La lumière émergeante donne un spectre de raies d’absorption.
Les spectres de raies d’absorption de l’étoilenous renseignent sur la composition chimiquede l’atmosphère de l’étoile.
Exemple :
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