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LES SPECTRES DE LUMIERE Le spectre dune lumière est sa décomposition par un prisme ou par un autre système dispersif. Pour étudier les étoiles, les physiciens.

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2 LES SPECTRES DE LUMIERE

3 Le spectre dune lumière est sa décomposition par un prisme ou par un autre système dispersif. Pour étudier les étoiles, les physiciens analysent la lumière quelles nous envoient en la décomposant avec des systèmes dispersifs (plus sophistiqués quun prisme…). Le but de cette partie du cours est détudier les spectres de lumière et de voir quelles informations ils peuvent nous fournir sur les étoiles.

4 I) LES SPECTRES DEMISSION Il y a 2 façons démettre de la lumière

5 1) LES CORPS CHAUDS Acier en fusion dans une fonderie Filament en tungstène dune lampe à incandescence, chauffé à 2700 °C par le passage dun courant électrique

6 Spectre continu La lumière émise possède un spectre de ce type : Type de lumière émise : Lumière polychromatique Toutes les radiations de longueurs donde comprises entre 400 et 800 nm On parle de lumière blanche Exemples : Soleil, filament fortement chauffé

7 Variation du spectre en fonction de la température + le corps est chaud + la lumière est blanche + son spectre contient de radiations vers le bleu-violet

8 Conclusion : Tout corps solide porté à haute température (environ 1000 °C) émet une lumière dont le spectre est continu. Le domaine de longueurs donde des radiations constituant la lumière émise dépend de la température du corps : Plus la température est élevée, plus le rayonnement senrichit en radiations de courtes longueurs donde (vers le violet).

9 2) LES ATOMES DE GAZ EXCITES Tube fluorescent

10 Lampe à vapeur de mercure Lampe contenant des atomes de mercure à létat gazeux sous une très faible pression, que lon chauffe en émettant des décharges électriques.

11 Spectre constitué de seulement quelques raies (spectre discontinu) Lumière polychromatique Spectre obtenu : On constate :

12 Conclusions : Tout comme les solides, les gaz émettent de la lumière lorsquils sont portés à haute température. Le spectre de la lumière émise par ces gaz portés à haute température est un spectre discontinu : cest un spectre de raies.

13 Et avec dautres éléments ? Hg Na Ne

14 Conclusion : Les longueurs donde des radiations composant le spectre émis par un atome à létat gazeux dépend de la nature de celui-ci. Les spectres de raies sont donc caractéristiques des éléments qui les émettent et létude de ces spectres permet lidentification des atomes présents dans un gaz.

15 II) LES SPECTRES DABSORPTION De la lumière blanche est envoyée à travers une substance On analyse la lumière transmise

16 1) Bandes dabsorption Absorption par une solution de permanganate de potassium

17 Spectre de bande dabsorption

18 Conclusion : Lorsque lon fait passer un faisceau de lumière blanche à travers un corps transparent (solide ou liquide), une partie de la lumière est absorbée par ce corps. Le spectre correspondant à la partie de la lumière non absorbée est appelé spectre dabsorption. Lors du passage de la lumière à travers certains milieux transparents (colorés), on observe des spectres présentant des plages entières de radiations manquantes (bandes dabsorption). Le spectre correspondant est appelé spectre de bandes dabsorption. Les radiations absorbées dépendent de la nature du milieu traversé.

19 2) Raies dabsorption Lorsque le milieu traversé est un gaz : Propriété : un atome ou un ion à létat gazeux nest capable dabsorber que les raies quil est capable démettre. Cela permet didentifier la composition des étoiles. Seulement quelques raies bien précisent sont manquantes. On parle de spectre de raies dabsorption.

20 III) Application à lastrophysique Quelles informations létude des spectres des étoiles peut-elle nous fournir ?

21 1) Température dune étoile On a dit que plus un corps est chauffé à une température élevée, plus le spectre de la lumière quil émet est enrichi en radiations de courtes longueurs donde (bleu – violet) : Bételgeuse Rouge T = 3000 °C Soleil Jaune T = 6000 °C Sirius Blanche T = °C Rigel Bleue T = °C

22 Spectre dabsorption Spectre démission de latome qui a absorbé 2) Identifier un atome dans latmosphère dune étoile Le spectre des étoiles que lon reçoit sur Terre est un spectre dabsorption. En lanalysant, on peut retrouver les éléments responsables de cette absorption.

23 3) Observation de lespace On a vu que la lumière visible était un tout petit domaine des radiations existantes. La majorité de la lumière que nous envoient les étoiles se situe dans des domaines invisibles (rayons gamma, rayons X, UV, IR, ondes radio). Des détecteurs ont été créés pour permettre à lHomme dobserver lUnivers à travers ces radiations, invisibles pour son œil. De nombreuses autres informations ont pu en être tirées.


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