Les messages de la lumière Comment utiliser la lumière reçue d’une étoile pour déterminer certaines de ses caractéristiques (composition, température, etc)

Rappel Lorsqu’une lumière polychromatique traverse un système dispersif, on obtient un spectre faisant apparaître les radiations dont elle est constituée

Les messages de la lumière 1) Spectres d’émission 2) Spectres d’absorption 3) Spectres et température 4) Applications à l’astrophysique

Première partie : Les spectres d’émission a) Spectres continus d’origine thermique b) Spectres de raies

a) Les spectres d’origine thermique Un corps incandescent émet une lumière dont le spectre est continu. C’est par exemple le cas du Soleil, du filament d’une lampe

Les spectres de raies Si on provoque une décharge électrique dans une lampe contenant un élément chimique à l’état de vapeur, on obtient un spectre discontinu

b) Les spectres de raies Le spectre discontinu est constitué de raies lumineuses séparées par des zones sombres On obtient par exemple le spectre suivant dans un tube contenant des vapeurs de mercure

Les spectres de raies Le spectre de raies est la signature d’un élément Autrement dit, la position et la couleur des raies présentes dans le spectre permettent de savoir quel était l’élément chimique présent dans la lampe où a été produite la décharge électrique

Quelques de spectres de raies Spectre du fer Spectre de l’hydrogène Spectre de l’oxygène

Deuxième partie : les spectres d’absorption a) Spectres de bandes b) Spectres de raies

a) Spectres de bandes Lorsque de la lumière blanche traverse une solution colorée certaines radiations disparaissent de son spectre elles ont été absorbées par la solution

Spectres de bandes Les radiations absorbées font apparaître de larges bandes sombres dans le spectre de la lumière blanche

b) Spectre de raies Si de la lumière blanche traverse un gaz froid, celui-ci absorbe quelques radiations, produisant des raies sombres

Spectres de raies Ce qu’il faut remarquer, c’est qu’un gaz ne peut absorber que les radiations qu’il est capable d’émettre exemple du mercure

Spectres de raies On constate que la raie noire du spectre d’absorption du sodium correspond à la raie jaune de son spectre d’émission

Troisième partie : Spectres et température Si on augmente l’intensité du courant circulant dans le filament d’une lampe, on augmente sa température on constate que cela modifie aussi la couleur de la lumière émise Elle est plutôt orange à basse température et blanche à haute température

Spectres et température Le spectre de la lumière émise dépend donc aussi de la température de la source lumineuse Le spectre s’enrichit vers le bleu-violet lorsque la température augmente

Quatrième partie: Applications à l’astrophysique En observant le spectre de la lumière émise par une étoile, on peut : Déterminer la composition chimique de son enveloppe extérieure Déterminer sa température Déterminer la vitesse à laquelle elle se déplace par rapport à nous

Spectroscope C’est à l’aide d’un spectroscope à sept prismes que Lockyer et Janssen observent les raies spectrales du Soleil lors de l’éclipse de 1868