SPECTROSCOPIE. I Analyser la lumière. II Spectres d émission. III Spectres d absorption. IV Applications de la spectroscopie.

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1 SPECTROSCOPIE I Analyser la lumière. II Spectres d émission. III Spectres d absorption. IV Applications de la spectroscopie.

2 I Analyser la lumière. Que signifie analyser la lumière? Analyser la lumière signifie la décomposer, en faire un spectre. Quels appareils peut-on employer pour analyser la lumière? On peut employer un prisme ou un réseau pour décomposer la lumière.

3 a- Analyse de la lumière blanche. Schéma du montage : (voir TP) Source de lumière blanche Fente Condenseur Prisme Spectre recueilli sur un écran Comment peut-on qualifier le spectre observé?

4 a- Analyse de la lumière blanche. Schéma du montage : (voir TP) Prisme Source de lumière blanche Fente Condenseur Spectre recueilli sur un écran On obtient un spectre continu constitué d une infinité de couleurs : la lumière blanche est une lumière polychromatique.

5 b-analyse de la lumière d un laser. Schéma du montage : ( Voir TP) Qu observe-t-on sur l écran? Comment peut-on qualifier la lumière laser?

6 Le spectre de la lumière d un laser n est constitué que d une seule raie : une seule radiation. Une lumière qui n est constituée que d une radiation est une lumière monochromatique.

7 II Les spectres d émission a- Spectres continus. Le spectre de la lumière blanche. Combien de couleurs contient le spectre de la lumière blanche? Un spectre continu d émission est composé d une infinité de radiations. On observe un dégradé de couleurs entre ses deux extrémités.

8 Chacune des radiations du spectre de la lumière est caractérisé par une longueur d onde,, qui est exprimée en nanomètres. Quelles sont les limites du spectre visible? Le spectre de la lumière blanche s étend de = 400 nm (violet) à = 800 nm (rouge).

9 Lumière émise et température de la source. Les gaz fortement comprimés, les liquides ou les solides, fortement chauffés émettent de la lumière. Quelle est l influence de la température sur la lumière émise?

10

11 La puissance lumineuse émise augmente avec la température. Le spectre de la lumière émise s enrichi en radiations de faibles longueur d onde (bleu, violet) lorsque la température augmente.

12 Les solides et liquides portés à haute température émettent un rayonnement continu dont la composition varie en fonction de la température.

13 b- Spectres de raies Obtention d un spectre de raies : voir TP. ( spectre de la lampe à vapeur de mercure ou de la lampe à vapeur de sodium) Comment est constitué un spectre de raies? Un spectre de raies est constitué de raies colorées sur fond noir.

14 Que peut-on dire des spectres des différents éléments? Un spectre de raies d émission est caractéristique de l élément chimique présent dans la vapeur émettrice.

15 Les gaz portés à température élevée ou soumis à des décharges électriques émettent des spectres de raies d émission caractéristiques des éléments présents dans la vapeur émettrice.

16 III Spectres d absorptions a- Spectre d absorption atomique Obtention d un spectre d absorption : Voir TP Quelle différence y a t il entre le protocole expérimental permettant d observer un spectre d émission et celui permettant d observer un spectre d absorption? Pour observer un spectre d absorption, la lumière émise doit passer à travers une substance absorbante (cuve contenant un gaz ou un liquide, couronne solaire ). Lorsqu un gaz absorbe la lumière on obtient un spectre de raies d absorption.

17 Comment est constitué un spectre d absorption de raies? Un spectre de raies d absorption est constitué de raies noires superposées à un fond de spectre continu. Que peut-on dire des spectres des différents éléments? Un spectre de raies d absorption est caractéristique de l élément qui a absorbé la lumière.

18 b- relation entre un spectre d émission et d absorption d un élément. Que remarque-t-on? Tout élément peut absorber dans la lumière blanche les radiations qu il est capable d émettre s il est excité.

19 c- Spectre d absorption moléculaire Obtention : Voir TP. (spectre d absorption du permanganate de potassium) Comment est constitué un spectre d absorption moléculaire ou ionique? Que peut-on dire à son sujet? Un spectre d absorption moléculaire est un spectre d absorption de bande, il est constitué d une ou plusieurs bandes sombres sur un fond de spectre continu. Il est caractéristique de la substance absorbante.

20 IV Applications de la spectroscopie L analyse spectrale sert à identifier des éléments ou des molécules puisque les spectres sont caractéristiques des substances émettrices ou absorbantes. La spectroscopie X permet d étudier la structure des atomes et celle des rayons gamma ( ) permet d étudier les noyaux. On identifie par étude spectrale la composition des étoiles, on évalue également leur température et leur mouvement par spectroscopie.

21 FIN

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