Spectres d'émission et d'absorption de Seconde
Première générale Spé · Physique-Chimie Spé 1ère
À retenir
• Corps chaud dense : spectre continu ; gaz excité sous faible pression : raies colorées d'émission. • Lumière blanche traversant un gaz : raies noires d'absorption. • Un élément absorbe les radiations qu'il peut émettre : mêmes longueurs d'onde. • L'ensemble des raies est la signature de l'élément chimique.
Le cours
1. Spectres d'émission Spectre continu : émis par un corps chaud dense (solide, liquide, gaz sous forte pression) ; il dépend de la température, pas de la nature du corps. Spectre de raies d'émission : émis par un gaz sous faible pression excité (décharge électrique, flamme). Il est formé de quelques raies colorées sur fond noir. Les longueurs d'onde des raies sont caractéristiques de l'élément chimique : c'est sa signature. Exemples : sodium 589,0 et 589,6 nm ; hydrogène 410,2 ; 434,0 ; 486,1 ; 656,3 nm. 2. Spectres d'absorption Quand une lumière blanche traverse un gaz, celui-ci absorbe certaines radiations : on observe le spectre continu barré de raies noires. Un gaz absorbe exactement les radiations qu'il est capable d'émettre. Les raies noires d'absorption d'un élément sont donc aux mêmes longueurs d'onde que ses raies colorées d'émission. 3. Méthode : identifier un élément 1. Relever les longueurs d'onde des raies (émission ou absorption) et les convertir dans la même unité. 2. Comparer avec les raies de référence de chaque élément, à la précision de mesure près. 3. Un élément n'est retenu que si ses raies principales sont présentes ; une coïncidence isolée ne suffit pas. 4. Attention Les raies noires du spectre du Soleil (raies de Fraunhofer) ne viennent pas d'un « manque » d'émission : elles sont dues aux gaz de l'atmosphère solaire qui absorbent une partie de la lumière venue des couches plus profondes.
Dans ce chapitre
- Propagation rectiligne de la lumière et vitesse de Seconde
- Spectre de la lumière blanche et dispersion par un prisme de Seconde
- Spectres d'émission et d'absorption de Seconde
- Le modèle ondulatoire de la lumière : ondes électromagnétiques
- Le spectre électromagnétique global
- Limites du modèle ondulatoire classique : le rayonnement du corps noir
- Le modèle corpusculaire : le photon et quanta d'énergie
- Effet photoélectrique : description et interprétation quantique
- Bilan énergétique de l'effet photoélectrique
- Dualité onde-corpuscule de la lumière
- Niveaux d'énergie atomique et quantification
- Spectres de raies et identification chimique des étoiles
- Applications technologiques des photons : lasers et cellules photovoltaïques
- Bilan : Synthèse et méthode sur Modèle ondulatoire et corpusculaire de la lumière