univers 4 les spectres lumineux. 1. définitions un spectre lumineux est la figure obtenue par...
Post on 03-Apr-2015
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Univers 4
Les spectres lumineux
1. Définitions
• Un spectre lumineux est la figure obtenue par décomposition d’une lumière en radiations monochromatiques au moyen d’un prisme ou d’un réseau.
• Une radiation monochromatique correspond à une radiation d’une seule couleur.
• La lumière se comporte comme une onde, elle est caractérisée par une longueur d’onde notée λ dont l’unité est le nanomètre (nm)
2. Les spectres d’émission
• Ce sont des spectres produits directement par la lumière émise par une source.
2.1. Les spectres d’émission continus d’origine thermique
- Expérience:
La source est de la lumière blanche émise par un corps « chaud » (soleil, lampe à incandescence, gaz à haute pression, solide …)
Le passage d’une bande à une autre étant progressif, ce spectre est dit continu.
- Variation de la lumière émise et du spectre en fonction de la température
• + le corps est chaud
• + la lumière est blanche
• + son spectre contient de radiations vers le bleu-violet
• La couleur d’une source lumineuse thermique dépend de sa température, et pas de la nature de la source.
• L’étude du spectre de la lumière émise par un corps chaud détermine sa température et non la nature du corps.
2.2. Les spectres d’émission discontinus ou spectres de raies
- Expérience:
La source est de la lumière émise par un gaz à basse pression (néon, lampe spectrale, …)
Tube fluorescent
Lampe à vapeur de mercure
• Spectre de raies• polychromatique
Lampe à vapeur de sodium
• Spectre de raies• Quasi monochromatique
Spectre caractéristique de chaque élément chimique
Hg
Na
Ne
• Un gaz excité à basse température (collision entre les particules de gaz due à une décharge électrique) émet de la lumière dont le spectre est discontinu, c’est à dire constitué de différentes raies colorées (radiations monochromatiques) sur fond noir.
• Le spectre de raies d’émission est caractéristique de l’entité chimique présente dans le gaz.
• L’analyse d’un spectre d’émission d’un gaz excité permet de déterminer, par comparaison à des tables, la composition du gaz.
3. Les spectres d’absorption
• Ce sont des spectres obtenus en analysant la lumière blanche qui a traversé une substance (gaz, liquide ou filtre).
3.1. Les spectres de raies d’absorption
- Dispositif où la lumière traverse un gaz:
• Spectre d’absorption du sodium
• Spectre d’émission du sodium
• La raie noire du spectre d'absorption du sodium correspondent à la raie jaune de son spectre d'émission.
• Pour un même élément, les raies d’émission du spectre d’émission et les raies d’absorption du spectre d’absorption ont les mêmes longueurs d’onde.
• Une entité chimique ne peut absorber que les radiations qu’elle est capable d’émettre.
3.2. Les spectres de bandes d’absorption
- La lumière traverse une solution colorée ou un filtre
Spectre d’absorption de la solution de permanganate de potassium
• La solution de couleur magenta (bleu + rouge) laisse passer le rouge et le bleu mais absorbe les autres couleurs.
Spectre d’absorption de la solution de sulfate de cuivre
• La solution de couleur cyan (bleu + vert) laisse passer le bleu et le vert mais absorbe les autres couleurs.
• Les spectres d’absorption de solutions colorées présentent des bandes sombres sur un fond continu coloré : une bande sombre correspond à la lumière absorbée par la solution.
• La couleur de la solution résulte de la présence des radiations qui ne sont pas absorbées.
4. La lumière des étoiles
• Le spectre d’une étoile permet de connaître sa température de surface et nous renseigne sur la composition chimique de son atmosphère.
Ex.
• Remarque: le Soleil est essentiellement composé d’hydrogène (73,5%) et d’hélium (25%)
Température moyenne (°C)
3 300 5 700 8 000 10 000
Couleur Rouge -orangé jaune blanche bleuté
Exemple d’étoile
Bételgeuse Soleil Sirius Rigel
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