LES SPECTRES DE LUMIERE

1. LES SPECTRES DE LUMIERE

2. 1) LES SPECTRES D’EMISSION • 2 façons d’émettre de la lumière

3. 1.1. Spectres continus d’origine thermique • Acier en fusion dans une fonderie

4. Variation du spectre en fonction de la lumière émise • + le corps est chaud • + la lumière est blanche • + son spectre contient de radiations vers le bleu-violet

5. Lumière blanche Ex : - Soleil - filament fortement chauffé • Spectre continu • Toutes les radiations de 400 à 800 nm

6. 1.2. Spectre de raies d’émission • Tube fluorescent Un gaz à basse pression et à température élevée émet une lumière constituée d’un nombre restreint de radiations : on obtient un spectre discontinu appelé spectre de raies d’émission.

7. Lampe à vapeur de mercure • Spectre de raies • polychromatique

8. Lampe à vapeur de sodium • Spectre de raies • Quasi monochromatique

9. Spectre caractéristique de chaque élément chimique Hg Na Ne

10. 2) LES SPECTRES D’ABSORPTION • De la lumière blanche est envoyée vers une substance • On analyse la lumière transmise

11. 2.1. Bandes d’absorption • Absorption par une solution de permanganate de potassium

12. Spectre de bande d’absorption

13. 2.2. Raies d’absorption • Atomes gazeux sur le trajet de la lumière blanche Fines raies noires d’absorption dans le spectre continu de la lumière blanche

14. L ’absorption implique les mêmes niveaux énergétiques que l ’émission • Spectre d’absorption • Spectre d’émission

15. Spectre d’une étoile • Les étoiles émettent de la lumière dont le spectre est continu et strié de nombreuses raies sombres. • C’est le cas de notre Soleil. Voici son spectre, il est appelé spectre de Fraunhofer :

16. Température de surface • La lumière émise par la surface d’une 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.

18. 1) Température d’une étoile On a dit que plus un corps est chauffé à une température élevée, plus le spectre de la lumière qu’il émet est enrichi en radiations de courtes longueurs d’onde (bleu – violet) : Bételgeuse Rouge T = 3000 °C Soleil Jaune T = 6000 °C Sirius Blanche T = 11000 °C Rigel Bleue T = 20000 °C

19. Raies absorption

20. Composition chimique de l’enveloppe d’une étoile • La lumière émise par la photosphère d’une étoile traverse sa chromosphère. Certaines radiations y sont absorbées. Les raies d’absorption sont spécifiques des atomes présents dans cette chromosphère. • 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 d’en déterminer la composition chimique. Structure d’une étoile

21. Détermination de la composition de l’atmosphère d’une 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 l’étoile montre-t-il la présence de titane dans l’atmosphère de l’étoile ? De nickel ? Justifier les réponses.

22. Les raies d'émission ne sont que rarement observées dans le spectre des étoiles. Nous les observons surtout dans les nébuleuses

23. Spectre du Soleil. C'est le spectre observé par Joseph von Fraunhofer en 1814. Spectre de l'étoile Altaïr . Tout comme le Soleil Altaïr est une étoile "normale" et présente donc des raies d'absorption causées par les gaz plus froids que contient son atmosphère. Spectre de la nébuleuse planétaire NGC 7662 Les gaz de la nébuleuse sont excités par la naine blanche qui se trouve en son centre et produisent un spectre d'émission par fluorescence

24. BIBLIOGRAPHIE • http://www.web-sciences.com • Physique – chimie 2nde, BELIN. • Physique – chimie 2nde, collection Durandeau – Durupthy, HACHETTE. • Physique – chimie 2nde, collection Tomasino, NATHAN. Retour au sommaire