Les types spectraux
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Le spectre continu
Un corps solide ou un corps gazeux sous haute pression, porté à haute température, émet un spectre continu de lumière. Les couleurs se succèdent sans aucune interruption.
La décomposition de la lumière blanche : un spectre continu.
Le spectre en émission
Le spectre d’un gaz ténu et chaud est constitué de raies alternées brillantes, on parle de spectre en émission. La configuration d’une suite de raies est spécifique à un élément chimique donné ; elle constitue sa « signature » spectrale.
Un spectre en émission.
L’étude d’un spectre en émission d’un gaz monoatomique se réalise en laboratoire. Une lampe au sodium basse pression émet une lumière jaune-orangée, son spectre est caractérisé par une double raie intense dans la partie jaune-orange du spectre. Une lampe à vapeur de mercure à haute pression émet sur une plage plus importante du spectre, sa lumière est pour cette raison d’un rendu blanc-bleuté.
Un gaz excité perd de l’énergie en émettant son rayonnement, il faut donc continuellement en apporter sous forme électrique ou thermique. Pour une source de lumière astronomique, l’énergie est amplement élevée pour entretenir ce phénomène par dissociation des molécules en atomes. Il est donc possible d’y retrouver l’identité des éléments chimiques entrant dans leurs compositions.
Le spectre en absorption
Si les atomes peuvent restituer un rayonnement lorsqu’ils sont exposés à une forme d’énergie, sous certaines conditions, ils peuvent également en absorber. L’analyse d’une lumière traversant un gaz monoatomique froid montre une extinction sélective de certaines longueurs d’ondes. Ces spectres présentent des raies sombres qui montrent que la lumière a été sélectivement absorbée.
Un spectre en absorption.
L’analyse d’un spectre
Pour un même élément chimique, les raies se retrouvent aux mêmes longueurs d’ondes, qu’elles soient en émission ou en absorption. Le type du spectre dépend uniquement des conditions physiques au sein de la source analysée. Il est donc possible de connaître la composition d’un corps à distance par comparaison depuis le spectre d’élément(s) connu(s) par analyse en laboratoire. Le spectre d’un corps composé présente l’ensemble des raies spectrales de ses éléments chimiques.
Spectre en émission Spectre en absorption
Toutes les étoiles, à l’image de notre Soleil, sont composées de gaz sous haute pression, elles émettent un spectre continu. Leurs spectres présentent cependant des raies en absorption ; les régions superficielles, bien plus froides, absorbant sélectivement cette émission. Seule la connaissance de la nature quantique de la lumière permettra de comprendre l’origine de ces phénomènes.
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