Chapitre 4 :
LES SPECTRES LUMINEUX
La spectroscopie est
l'étude et l'interprétation des spectres de rayonnements.
A - SPECTRES D'EMISSION
1-
DEFINITION :
Un
spectre d’émission est un spectre produit par la lumière directement émise par
une source (lampe à incandescence, corps chauffé, lampe à vapeur de sodium…)
2– SPECTRE CONTINU
D’EMISSION DE
On réalise le montage de
décomposition de la lumière par un prisme et on fait varier la tension et donc
la puissance reçue par la lampe. Noter vos observations et conclure : On observe un spectre continu d’émission qui s’enrichit en
radiations violettes quand la température augmente.
Fortement
chauffé, un corps émet un rayonnement d’origine thermique dont le spectre est
continu. L’allure du spectre dépend de la température du corps. Plus la
température est élevée, plus le rayonnement s’enrichit en radiations de courtes
longueurs d’onde cad violet. Le spectre se prolonge
au-delà du spectre visible, dans le domaine de l’infrarouge et de
l’ultraviolet.
3- SPECTRE DE RAIES
D'EMISSION :
On analyse la lumière
émise par différentes lampes spectrales à l'aide d'un prisme à vision directe.
3.1.
Lampe à vapeur de Mercure :
On observe
plusieurs raies discontinues cad séparées de noire
: 1 raie jaune-orangée, 1 raie
verte, 1 raie indigo et 1 raie violette.
3.2. Lampe à vapeur de Cadnium :
On observe plusieurs raies discontinues : 1 raie rouge, 1 raie verte, 1 raie turquoise et 1 raie bleue.
3.3. Lampe à vapeur de :
On observe
une seule raie jaune.
4- CONCLUSIONS :
Les
gaz portés à haute température émettent une lumière dont le spectre est
discontinu : c’est un spectre de raies d’émission, constitué de raies
colorées sur fond noir.
B - SPECTRES D’ABSORPTION
1-
DEFINITION :
Un spectre d’absorption est
obtenu en analysant la lumière blanche qui a traversé une substance.
2-
SPECTRE DE RAIES D'ABSORPTION D’UN
GAZ : LE SODIUM
- Quel est le spectre observé avant de
placer le sodium en combustion ? spectre continu
-
Quelle modification observe-t-on lorsque
l'on interpose la flamme jaune du sodium dans le faisceau de lumière blanche ? raie noire dans la partie jaune du spectre continu
-
Comparer avec le spectre d'émission du
sodium. Conclure.
Lorsqu’un
gaz à basse température est traversé par de la lumière blanche, le spectre de
la lumière obtenue est constitué de raies noires se détachant sur le fond
coloré du spectre de la lumière blanche : c’est un spectre de raies
d’absorption. Le gaz absorbe les radiations qu’il serait capable d’émettre s’il
était chaud. Pour un même élément, les raies d’émission (dans le spectre
d’émission) et d’absorption (dans le spectre d’absorption) ont les mêmes
longueurs d’onde.
3-
SPECTRE DE BANDES D'ABSORPTION D’UNE SOLUTION COLOREE :
Quel est le spectre
observé avant de placer la cuve ? spectre continu
Quelle modification
observe-t-on lorsque l'on interpose la cuve dans le faisceau de lumière
blanche? Bande noire dans la partie bleue-verte du
spectre continu
Reprendre l'expérience
avec une solution de sulfate de cuivre ou de bichromate de potassium. Conclure.
Bande noire dans la partie rouge et bande noire dans
la partie bleue-violette
Lorsqu’une
solution colorée est traversée par de la lumière blanche, le spectre de la
lumière obtenue présente des bandes noires sur le fond coloré du spectre de la
lumière blanche : c’est un spectre de bandes d’absorption. Ce spectre est
caractéristique de la substance dissoute.n