Chapitre 3 − Spectres lumineux

1. Phénomène de dispersion

Voir TP 1

Dans un prisme, un faisceau de lumière subira deux réfractions. Dans le verre, l’indice de réfraction dépend de la longueur d’onde de la radiation. Ainsi les longueurs d’ondes les plus faibles sont les plus déviées. Un faisceau de lumière blanche (donc polychromatique) sera décomposé en une multitude de couleurs, formant un spectre continu.

Un réseau (ensemble de fils très fins) permet aussi de disperser la lumière.

Qu’est-ce que la dispersion de la lumière ?|Lorsqu’un prisme ou un réseau dévie différement les radiations lumineuses de la lumière blanche. On observe alors un spectre continu.

2. Spectre continu d’émission

Un corps chauffé émet des radiations de toutes longueurs d’ondes dans une certaine gamme. Le spectre obtenu est donc qualifié de continu.

Lorsqu’on élève la température de la source, le rouge apparaît en premier dans le spectre, puis la couleur change lorsque la température augmente. À l’œil nu, la lampe commence par éclairer faiblement, en rouge, puis plus intensément en jaune et enfin on voit la lumière blanche lorsque la température à atteint son maximum.

Comment obtient-on un spectre continu ?|Un objet chaud émet un rayonnement dont le spectre est continu.

Que nous apprend un spectre continu ?|Plus l’objet rayonnant est chaud, plus l’intensité maximale de l’émission se déplace vers le violet (petit λ).

3. Spectre de raies d’émission

Spectre de la lumière émise par un laser :

Spectre d’une lampe à mercure

Un spectre de raies d’émission est propre à une espèce chimique donnée (ion ou atome). C’est sa signature, qui permet donc de l’identifier.

Comment obtient-on un spectre de raies d’émission ?|Un gaz excité (qui a reçu de l’énergie) émet une série de radiation monochromatique de longueur d’onde λ spécifique de ce gaz.