I) Qu'est qu'un Spectre

La lumière apparemment blanche qui nous arrive d'une étoile (le soleil) est le mélange d'un ensemble continu de radiations que l’œil perçoit sous la forme des couleurs de l'arc-en-ciel dans certaines conditions. C'est ce dégradé du bleu au rouge que l'on appelle un spectre. Nous pouvons ajouté  l'image obtenue par dispersion de la lumière émise par une source tel qu'une lampe , un laser ou encore une étoile s'appelle spectre de la lumière émise par cette source.

 

Mais le spectre ne s'arrête pas là : du coté du bleu il est prolongé par l'ultraviolet et du coté du rouge par l'infrarouge. Les radiations qui correspondent à ces couleurs existent toujours, mais elles ne sont pas vues par l’œil. Par définition, le domaine spectral de sensibilité de l’œil se limite au spectre dit "visible". Au-delà et en de sa l’œil n'est pas sensible et ne voit donc que du noir.

 

Spectre de la lumière blanche présentant les radiations visibles et invisibles

La lumière visible

Nous percevons la lumière de 400 à 700 nm il s’agit du domaine visible.

 La lumière invisible

Au delà du visible il existe le domaine infrarouge il se situe au delà des 700 nm, il existe également le domaine ultraviolet qui précède les 400 nm. Les longueurs d’onde d’un spectre peuvent s’étaler au delà du domaine visible.

 Les infrarouges :

Produits par les corps froids (supérieur aux longueurs d’onde des lumières visibles).

Les ultraviolets :

Produits par le Soleil et de nombreuses sources (inférieur aux longueurs d’onde des lumières visibles).

Les appareils de spectroscopie

Pour pouvoir observer le spectre de la lumière émise par une source on utilise plusieurs outils en spectroscopie.

Il existe deux sortes deux systèmes dispersifs pour obtenir le spectre de la lumière émise par une source.

Les deux sont des systèmes dispersifs, le prisme lui utilise le principe de la réfraction pour décomposer la lumière, c'est-à-dire qu’il dévie les rayons lumineux lors du trajet de la lumière  et disperse ainsi la lumière blanche en un ensemble de lumières de couleurs différentes : on obtient ainsi le spectre de la lumière qui a été décomposé par le prisme. 

On utilise traditionnellement un prisme (solide) droit à base triangulaire, constitué d'un matériau transparent : verre, plexiglas, notamment :

Exemples de prisme

 

Il existe en spectroscopie un autre système dispersif : le réseau. Le réseau utilise le principe de la diffraction pour décomposer la lumière blanche, le réseau est support plan comportant un très grand nombre de traits fins parallèles et équidistants :

 

Un disque peut jouer le rôle de réseau

Les deux autres  appareils de spectroscopie utilisés sont la fente et la lentille.

Tout d’abord, la lumière émise par la source va traverser la lentille qui projettera la lumière sur une grande distance. Elle traversera ensuite une fente qui sélectionnera un faisceaux  lumineux étroit de la lumière émise, ce faisceaux lumineux traversera ensuite une lentille qui le projettera sur une grande distance, le faisceaux lumineux sera ensuite dévié par un prisme (ou  diffracté par un réseau) vers un écran ou l’on observera le spectre de la lumière émise par la source.

 

Ceci est certes très difficile à visualiser quand cela est narré, c’est pourquoi je vous propose ce schéma :

Schéma représentant les divers outilles permettant d’obtenir le spectre de la lumière blanche

 

(Remarque : L et L’ sont des lentilles).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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