II)Les differents types de Spectres

1) Spectres d’émission

Un spectre d’émission est un spectre produit directement par la lumière émise par une source

(Lampe à incandescence, corps chauffé, lampe à vapeur de sodium…), un spectre d’émission peut être un spectre continu ou un spectre de raies.

 1.1) Spectre d’émission continu d’origine thermique

 Un gaz à pression élevée, un liquide ou un solide, porté à haute température, émettent un rayonnement dont le spectre est continu. On dit que ce spectre est continu parce que l'on passe progressivement d'une couleur à l'autre (violet, bleu, vert, jaune, orange et rouge) et qu'il n'y a aucune interruption entre les couleurs. Ces couleurs correspondent aux longueurs d'ondes (λ) comprises entre 400 et 700 nm (longueurs d’ondes pour lesquelles nous percevons la lumière émise).  

 

Exemple :

Spectre d’émission continu

Relation couleur- température

 Ilexiste une relation entre la température d’un corps fortement chauffé et sa couleur.

En effet prenons par exemple un clou de fer fortement chauffé, au début il nous apparaît rouge et au fur et à mesure qu’on le chauffe il devient progressivement jaune sa température est plus importante qu’au début, il peut ensuite apparaître blanc, là sa température est la plus importante il est encore vraiment plus chaud.

(Je vous déconseille de le toucher !)

 La couleur d’un corps chauffé est liée à sa température

Relation température- spectre d’émission

Fortement chauffé un cops solide, liquide, ou sous la forme de gaz mis à haute pression émet un rayonnement dit thermique  ce qui est du a sa chaleur (Dans un gaz, toutes les molécules sont en mouvement constant, ce qui accroît la température).

 A partir de cette lumière qui fut au préalable décomposer par un prisme ou un réseau on obtient le spectre de la lumière émise par le corps fortement chauffé, le spectre est continu.

On remarque en observant le spectre de la lumière émise par un corps chauffé ; que les radiations vont se diriger vers le violet quand la température du corps qui émet le rayonnement est élevée, à l'inverse si les radiations se dirigent vers le rouge la température du corps qui émet le rayonnement sera basse. 

Exemple :

Spectres d’émission continu

Ces spectres d’émission continu sont liés (obtenu par la lumière d’un corps fortement chauffé) au même corps qui émet le rayonnement, mais seulement de spectre en spectre on remarque que le spectre d’émission s’enrichit vers les radiations bleues-violettes preuve que la température du corps chauffé est de plus en plus élevée.

 

 1.2) Spectres de raies d’émission :

 Un gaz excité c'est a dire chauffé ou soumis a des décharges électrique a base pression émet une lumière, un rayonnement, dont le spectre n’est pas continu, il s’agit d’un spectre de raies d’émission. Ce spectre est constitué de raies sur un fond noir, on a donc un spectre discontinu discontinue.

 Les spectres de raies d'émission sont caractéristiques de l’entité chimique (atomes, ions ou molécules) qui émet le rayonnement.

Le spectre de raies est la signature de l'élément chimique.

Chaque élément possède des raies d'émission qui lui son propre comme une empreinte digitale

 

Spectres de raies d’émission

2) Spectres d’absorption 

Lorsqu’on interpose une substance entre une source à spectre continu et un système dispersif, cette substance ne laisse pas passer toutes les radiations : le spectre obtenu est le spectre d’absorption de cette substance.

Spectre de raies d’absorption

Un gaz à basse pression est éclairé par une source de rayonnement continu. Si l’on observe le spectre de la lumière émergeant du gaz, on constate que Le spectre comprend des zones étroites où la lumière est pratiquement absente. On appelle ces zones des raies d'absorption, le spectre obtenu est alors appelé spectre de raies d’absorption

Spectres de raies d’absorption

 (Remarque : la cuve contient le gaz à faible pression)

De plus ces raies sont la signature spectrale des éléments chimiques présents. En effet car si on observe le spectre de raies d’émission du même gaz, on constate qu’elles se situent exactement aux mêmes longueurs d’onde que les raies noires observées sur le spectre d’absorption.

Donc une entité (atome, ions molécules) chimique n’est capable d’absorber que les radiations qu’elle est capable d’émettre

Le spectre de raies d’absorption obtenu de la lumière (émise par une source) ayant traversée le gaz à faible pression  nous permet donc de caractériser les espèces chimiques présentes dans le gaz et ainsi nous renseigne  sur la nature du gaz

Remarque :

Le gaz doit être éclairé par de la lumière contenant toutes les radiations visibles, c'est-à-dire par de la lumière blanche.