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Univers 4 Les spectres lumineux. 1. Définitions Un spectre lumineux est la figure obtenue par décomposition dune lumière en radiations monochromatiques.

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1 Univers 4 Les spectres lumineux

2 1. Définitions Un spectre lumineux est la figure obtenue par décomposition dune lumière en radiations monochromatiques au moyen dun prisme ou dun réseau. Une radiation monochromatique correspond à une radiation dune seule couleur. La lumière se comporte comme une onde, elle est caractérisée par une longueur donde notée λ dont lunité est le nanomètre (nm)

3 2. Les spectres démission Ce sont des spectres produits directement par la lumière émise par une source.

4 2.1. Les spectres démission continus dorigine thermique -Expérience: La source est de la lumière blanche émise par un corps « chaud » (soleil, lampe à incandescence, gaz à haute pression, solide …)

5 Le passage dune bande à une autre étant progressif, ce spectre est dit continu.

6 - 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

7 La couleur dune source lumineuse thermique dépend de sa température, et pas de la nature de la source. Létude du spectre de la lumière émise par un corps chaud détermine sa température et non la nature du corps.

8 2.2. Les spectres démission discontinus ou spectres de raies -Expérience: La source est de la lumière émise par un gaz à basse pression (néon, lampe spectrale, …)

9 Tube fluorescent

10 Lampe à vapeur de mercure Spectre de raies polychromatique

11 Lampe à vapeur de sodium Spectre de raies Quasi monochromatique

12 Spectre caractéristique de chaque élément chimique Hg Na Ne

13 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, cest à dire constitué de différentes raies colorées (radiations monochromatiques) sur fond noir. Le spectre de raies démission est caractéristique de lentité chimique présente dans le gaz. Lanalyse dun spectre démission dun gaz excité permet de déterminer, par comparaison à des tables, la composition du gaz.

14 3. Les spectres dabsorption Ce sont des spectres obtenus en analysant la lumière blanche qui a traversé une substance (gaz, liquide ou filtre).

15 3.1. Les spectres de raies dabsorption -Dispositif où la lumière traverse un gaz:

16 Spectre dabsorption du sodium Spectre démission du sodium La raie noire du spectre d'absorption du sodium correspondent à la raie jaune de son spectre d'émission.

17

18 Pour un même élément, les raies démission du spectre démission et les raies dabsorption du spectre dabsorption ont les mêmes longueurs donde. Une entité chimique ne peut absorber que les radiations quelle est capable démettre.

19 3.2. Les spectres de bandes dabsorption -La lumière traverse une solution colorée ou un filtre

20 Spectre dabsorption 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.

21 Spectre dabsorption 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.

22 Les spectres dabsorption 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.

23 4. La lumière des étoiles Le spectre dune 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 dhydrogène (73,5%) et dhélium (25%) Température moyenne (°C) CouleurRouge -orangéjauneblanchebleuté Exemple détoile BételgeuseSoleilSiriusRigel


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