L’arc-en-ciel, la flamme du gaz, la lumière des étoiles : chaque lumière a sa signature.
www.ndolomath.comFiche de révision de Physique : « Spectres d’émission et d’absorption », proposée par ndolomath.comndolomath
Spectres d’émission et d’absorption
💡 Idée principale : un prisme décompose la lumière en spectre. Un corps chaud donne un spectre continu ; un gaz donne un spectre de raies, propre à chaque élément.
Étapes résumées
La lumière blanche contient toutes les couleurs.
Spectre continu : corps chaud (soleil, filament).
Spectre de raies d’émission : gaz chaud.
Spectre d’absorption : raies noires sur fond coloré. Loi de Wien : .
Décomposer la lumière
1. Le prisme
La lumière blanche est déviée et dispersée.
Le violet est plus dévié que le rouge.
On obtient un spectre continu.
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2. Comprendre : la signature des atomes
Chaque élément chimique émet ou absorbe des radiations bien précises, qui lui sont propres, comme une empreinte digitale. En analysant la lumière d’une étoile, on peut donc savoir de quoi elle est faite sans y aller. C’est ainsi que l’hélium a été découvert dans le Soleil avant d’être trouvé sur Terre.
Les types de spectres
Continu
Corps chaud et dense : plus il est chaud, plus il tire vers le bleu.
Raies d’émission
Gaz chaud : raies colorées sur fond noir.
Raies d’absorption
Lumière blanche à travers un gaz : raies noires.
Empreinte
Les raies identifient l’élément chimique.
3. Loi de Wien
Elle relie la couleur dominante d’un corps chaud à sa température.
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Exemple guidé
Énoncé
Le Soleil émet au maximum vers 500 nm. Estime la température de sa surface.
Solution
.
Lire un spectre
Source
Type de spectre
Filament de lampe, braise
continu d’émission
Lampe au sodium (éclairage public)
de raies d’émission
Lumière blanche à travers un gaz
de raies d’absorption
Exercice type
Énoncé
Le spectre d’une étoile présente des raies sombres à 589 nm. La lampe au sodium émet une raie jaune à 589 nm. Que peux-tu conclure ?
Solution
Les raies sombres de l’étoile et la raie émise par le sodium ont la même longueur d’onde. L’atmosphère de l’étoile contient donc l’élément sodium.
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À toi de jouer
1. Quel type de spectre donne un filament de lampe ?
2. Qu’apparaît-il dans un spectre d’absorption ?
3. Une étoile bleue est-elle plus chaude qu’une rouge ?
Réponses : continu · des raies noires · oui. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
Erreurs fréquentes
Les raies d’absorption et d’émission d’un même élément ont les mêmes longueurs d’onde.
λ doit être en mètres dans la loi de Wien.
Un corps plus chaud émet plus vers le bleu, pas vers le rouge.
Méthode
Identifie la source (corps chaud ou gaz), puis le type de spectre attendu.
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