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Spectres lumineux. Plan du cours I - Spectres démission II- Spectres dabsorption III- Application à lastrophysique.

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1 Spectres lumineux

2 Plan du cours I - Spectres démission II- Spectres dabsorption III- Application à lastrophysique

3 Définition dun spectre lumineux : Cest la figure obtenue par décomposition dune lumière complexe en ses radiations ou couleurs monochromatiques. La décomposition est réalisée grâce à un prisme ou un réseau.

4 I- Spectres démission Définition: Spectre produit par la lumière directement émise par une source

5 Sources émettrices 1- Objet incandescent 2- Atomes isolés ou ions monoatomiques dans une flamme 3- Gaz chauffé à basse pression spectre

6 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 détoiles : BeltégeuseSoleilSiriusRigel Couleurrougejauneblanchebleue Température de surface 3000 °C6000 °C °C °C 1- Objet incandescent

7 Les spectres dorigine thermique sont des spectres continus. 1- Objet incandescent

8 Plus le corps est chauffé plus le spectre senrichit en couleurs vertes, bleues puis violettes. (a) 850 °C (b) 1100°C (C) 2700°C 1- Objet incandescent

9 2- Atomes isolés ou ions monoatomiques dans une flamme

10 Expérience : dans la flamme non éclairante dun 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 BaryumCalciumCuivrePotassiumLithiumSodiumStrontium Conclusion : les couleurs obtenues sont caractéristique des ions. Ces tests permettent donc didentifier des ions en solution. 2- Atomes isolés ou ions monoatomiques dans une flamme

11 Les spectres de flammes sont des spectres de raies. Dans un spectre de raies, le nombre et les couleurs des raies sont caractéristiques dun atome ou ion. Exemple du mercure 2- Atomes isolés ou ions monoatomiques dans une flamme

12 Le spectre est la signature de latome. Des spectres de référence permettent didentifier 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 Atomes isolés ou ions monoatomiques dans une flamme

13 3- Gaz chauffé à basse pression

14 Un gaz sous faible pression et à haute température émet de la lumière. la couleur de la lumière émise dépend de latome. Les spectres obtenus sont des spectres discontinus, des spectres de raies. 3- Gaz chauffé à basse pression

15 Exemple du mercure 3- Gaz chauffé à basse pression

16 II-Spectres dabsorption Définition : Spectre obtenu en analysant la lumière blanche qui a traversé une substance (solution ou gaz).

17 1- Spectre de bandes dabsorption : 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.

18 2- Spectre de raies dabsorption : Le gaz absorbe les radiations quil est capable démettre.

19 III- Application à Lastrophysique

20 Une étoile est une boule de gaz chaud et dense. Sa surface la photosphère émet une lumière donnant un spectre démission continu dorigine thermique. La couleur de létoile 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 dabsorption.

21 Les spectres de raies dabsorption de létoile nous renseignent sur la composition chimique de latmosphère de létoile. Exemple :


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