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LES SPECTRES Messages de la lumière Afficher le sommaire.

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1 LES SPECTRES Messages de la lumière Afficher le sommaire

2 Sommaire Les spectres démission Les spectres dabsorption Application à lastrophysique GlossaireBibliographie

3 LES SPECTRES DEMISSION Retour au sommaire Obtenir un spectre démission Spectres continus dorigine thermique Spectres de raies démission

4 Obtenir un spectre démission On obtient le spectre démission dun élément en réalisant lespectre démission montagemontage suivant : On utilise un corps chaud qui va émettre une lumière (filament de tungstène dune ampoule, Soleil, mercure dune lampe à vapeur de mercure, sodium dune lampe à vapeur de sodium, etc.…).lampe à vapeur de mercure On éclaire un prisme avec cette lumière (une fente et une lentille sont utilisées pour réduire la taille du faisceau lumineux et concentrer ce faisceau sur le prisme).prisme Un écran permet de recueillir le spectre et donc de létudier. Retour au menu « SPECTRE DEMISSION » Retour au sommaire

5 Montage utilisé pour obtenir un spectre démission Page précédente Retour au menu « SPECTRE DEMISSION » Retour au sommaire Exemple : lampe à vapeur de mercure

6 Spectres continus dorigine thermique Un corps chaud (solide, liquide ou gaz sous haute pression) émet une lumière dont le spectre est continu. Ce spectre change avec la température. Lorsque la température s élève, le spectre continu démission devient plus lumineux et senrichit de couleurs verte, bleue puis violette. Les 3 spectres suivants sont les spectres démission dun même corps à 3 températures différentes t 1, t 2, t 3. Retour au menu « SPECTRE DEMISSION » Retour au sommaire t1t1 t3t3 t2t2

7 Spectre de raies démission Un gaz à basse pression et à température élevée émet une lumière constituée dun nombre restreint de radiations : on obtient un spectre discontinu appelé spectre de raies démission. Retour au menu « SPECTRE DEMISSION »Suite Retour au sommaire Spectre démission dune lampe à vapeur de mercure : Spectre démission dune lampe à vapeur de sodium :

8 Un spectre de raies est caractéristique dun élément chimique : on dit que cest sa signature. Un spectre de raies permet didentifier un élément chimique sans ambiguïté. Longueurs donde des raies des spectres de 2 éléments : le sodium et le mercure : Spectre de raies démission (suite) Retour au menu « SPECTRE DEMISSION » Retour au sommaire Sodium589,0 nm et 589,6 nm. Mercure404 nm ; 435 nm ; 547 nm ; 575 nm ; 580 nm ; 672 nm et 690 nm.

9 LES SPECTRES DABSORPTION Obtenir un spectre dabsorption Raies dabsorption caractéristiques dun atome ou dun ion Bandes dabsorption de solutions colorées Retour au sommaire

10 Obtenir un spectre dabsorption On obtient le spectre dabsorption dun élément en réalisant le montage suivant :spectre dabsorption On utilise une source de lumière blanche (dont le spectre est continu) Cette lumière éclaire : - la flamme dun bec bunsen dans laquelle on place lélément chimique à étudier (on obtient alors un spectre de raies).flamme dun bec bunsen - une cuve contenant une solution colorée (on obtient alors un spectre de bandes).cuve contenant une solution colorée Le reste du dispositif est identique à celui du montage réalisé pour le spectre démission (fente, lentille, prisme, écran) Retour au menu « SPECTRES DABSORPTION » Retour au sommaire

11 Montage réalisé pour obtenir un spectre dabsorption (1) Page précédente Retour au menu « SPECTRES DABSORPTION » Retour au sommaire

12 Montage réalisé pour obtenir un spectre dabsorption (2) Page précédente Retour au menu « SPECTRES DABSORPTION » Retour au sommaire

13 Raies dabsorption caractéristiques dun atome ou dun ion Lorsquun gaz à basse pression et basse température est traversé par de la lumière blanche, le spectre de la lumière transmise est constitué des raies noires se détachant sur le fond coloré du spectre de la lumière blanche : cest un spectre de raies dabsorption. Les radiations manquantes ont été absorbées par le gaz. Retour au menu « SPECTRE DABSORPTION »Suite Retour au sommaire Spectre dabsorption du mercure :

14 Raies dabsorption caractéristiques dun atome ou dun ion (suite) Un gaz ne peut absorber que les radiations quil serait capable démettre si sa température était élevée. Retour au menu « SPECTRE DABSORPTION » Retour au sommaire Spectre démission dune lampe à vapeur de sodium : Spectre dabsorption du sodium :

15 Bandes dabsorption de solutions colorées Lorsquune solution colorée est traversée par de la lumière blanche, le spectre de la lumière transmise présente des bandes noires sur le fond coloré du spectre de la lumière blanche : cest un spectre de bandes dabsorption. Un spectre de bandes dabsorption est caractéristique de lespèce dissoute. Retour au menu « SPECTRES DABSORPTION » Retour au sommaire Spectre de bande d une solution colorée

16 APPLICATION A LASTROPHYSIQUE Spectre dune étoile Température de surface dune étoile Composition chimique de lenveloppe dune étoile Retour au sommaire

17 Spectre dune étoile Les étoiles émettent de la lumière dont le spectre est continu et strié de nombreuses raies sombres. Cest le cas de notre Soleil. Voici son spectre, il est appelé spectre de Fraunhofer : Retour au menu « APPLICATION … » Retour au sommaire

18 Température de surface La lumière émise par la surface dune étoile a un spectre continu qui dépend de la température de la surface. On peut ainsi faire un classement des étoiles selon leur température de surface et leur couleur. Retour au menu « APPLICATION … »Suite Retour au sommaire

19 Température de surface et couleur dune étoile Température moyenne 3000°C5500°C8000°C Plus de 10000°C Couleur Rouge- orangé JauneBlancheBleutée Exemple détoile BételgeuseSoleilSiriusRigel Retour au menu « APPLICATION … » Retour au sommaire

20 Composition chimique de lenveloppe dune étoile La lumière émise par la photosphère dune étoile traverse sa chromosphère. Certaines radiations y sont absorbées. Les raies dabsorption sont spécifiques des atomes présents dans cette chromosphère.photosphèrechromosphère Si les étoiles ne comportait pas de chromosphère, le spectre de la lumière émise serait continu. La présence de raies noires dans ces spectres permet de montrer que les étoiles ont une chromosphère, et den déterminer la composition chimique. Retour au menu « APPLICATION … »Suite Retour au sommaire Structure dune étoile

21 Détermination de la composition de latmosphère dune étoile : exercice. Les figures ci-dessous donnent le spectre de 2 éléments, le titane et le nickel, et le spectre de la lumière émise par une étoile (tous les spectres sont réalisés dans les mêmes conditions). Titane Nickel Étoile Le spectre de la lumière émise par létoile montre-t-il la présence de titane dans latmosphère de létoile ? De nickel ? Justifier les réponses. Retour au menu « APPLICATION … » Retour au sommaire

22 GLOSSAIRE Chromosphère : atmosphère dune étoile (retour).retour Lampe à vapeur de mercure : tube contenant de la vapeur de mercure et qui, traversé par une décharge électrique émet une vive lueur bleuâtre (retour).retour Photosphère : surface dun étoile (retour).retour Prisme : cest un objet en plexiglas qui permet de dévier et décomposer la lumière (retour).retour Spectre : Figure résultant de la décomposition dune lumière. Spectre dabsorption : cest le spectre de la lumière transmise quand on éclaire un corps avec de la lumière blanche (retour).retour Spectre démission : cest le spectre de la lumière émise par un corps chaud (retour).retour Retour au sommaire

23 BIBLIOGRAPHIE Physique – chimie 2 nde, BELIN. Physique – chimie 2 nde, collection Durandeau – Durupthy, HACHETTE. Physique – chimie 2 nde, collection Tomasino, NATHAN. Retour au sommaire


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