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Spectres d'émission et d'absorption

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Objectif

Nous allons analyser différents types de lumières à l'aide d'un prisme. Les figures obtenues, les spectres, vont nous renseigner sur le corps qui émet la lumière.

1. Les spectres d'émission

Un spectre lumineux est la figure obtenue par décomposition d'une lumière.
Un spectre d'émission est un spectre produit par la lumière directement émise par une source.

a. les spectres continus (d'origine thermique)

Les spectres étudiés sont obtenus en réalisant le montage suivant :

Tout corps, qu'il soit un gaz fortement comprimé, un solide ou un liquide, chauffé à une température suffisante, émet de la lumière. Par exemple, lorsque le filament d'une ampoule est parcouru par un courant, il s'échauffe et brille. On s'aperçoit que plus la température du filament augmente, plus le spectre de la lumière émise par ce filament s'enrichit vers le violet (longueurs d'onde courtes).

o Les spectres d'origine thermique sont des spectres continus.
o Plus la température est élevée, plus le spectre s'enrichit en radiations de courtes longueurs d'onde.
o Les radiations présentes dans le spectre permettent de déterminer la température du corps qui l'émet.

b. Les spectres discontinus ou les spectres de raies

Les spectres émis par des gaz à basse pression, haute température et constitués d'un seul type d'atomes (hydrogène, mercure) sont des spectres discontinus appelés spectres de raies.

Chaque élément chimique produit un spectre de raies qui lui est propre et qui permet ainsi de l'identifier.

2. Les spectres d'absorption

Un spectre d'absorption est un spectre obtenu en analysant une lumière blanche qui a traversé une substance.

a. Les spectres de bandes

Lorsque la lumière blanche traverse une solution aqueuse, certaines radiations présentes initialement sont absorbées. Le spectre obtenu présente des bandes noires appelées bandes d'absorption.

Les radiations absorbées dépendent des ions responsables de la couleur de la solution.

b. Les spectres de raies

En remplaçant la cuve de solution aqueuse par un gaz, on observe un spectre de raies. Les raies absorbées par un élément sous forme gazeuse ont les mêmes longueurs d'ondes que les raies d'émission de cet élément.

L'essentiel

Les spectres d'émission d'origine thermique sont continus et s'étendent vers le violet lorsque la température du corps augmente.
Les spectres de raies, qu'ils soient des spectres d'émission ou d'absorption, sont caractéristiques d'un élément chimique et permettent de l'identifier.

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