I/ La dispersion de la lumière blanches

 

a)Comment disperser la lumière blanche ?

-Par la réfraction (la lumière blanche peut être décomposée en plusieurs radiations colorées à travers un prisme. Le prisme est un système dispersif).

-à l'aide d'un réseau constitué d'une surface plane où est tracée une multitude de sillons (exemple : CD).

 

b) Le spectre de la lumière blanche

La décomposition obtenue s'appelle le spectre de la lumière blanche. La lumière blanche est composée de plusieurs couleurs : elle est polychromatique. Chaque couleur correspond à une radiation monochromatique et ne peut pas être décomposée.

 

Une radiation monochromatique est caractérisée par une grandeur appelée longueur d'onde, symbolisée λ « lambda », exprimée en mètres.

 

II/ Spectres d'émission

 

a) d'origine thermique

 

 

 

 

 

 

 

 

Plus le corps est chaud, plus il va émet du bleu, du violet (= les petites longueurs d'ondes). Le spectre émis est continu.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b) de raies d'émission

Un gaz à basse pression et température élevée émet une lumière constituée d'un nombre précis de raies : on a un spectre de raies d'émission discontinu. À chaque raie correspond une longueur d'onde, une radiation monochromatique. Chaque espèce chimique émet des raies spécifiques. On peut donc identifier un gaz grâce à son spectre.

 

III/ Spectres d'absorption

 

a) de bandes d'absorption

Lorsque la lumière traverse une solution, cette dernière absorbe certaines radiations. Il apparaît des bandes noires sur le spectre de la lumière blanche.

 

 

 

 

b) de raies d'absorption (voir 3. de l'image du grand 1)

Lorsque la lumière traverse un gaz, ce dernier absorbe certaines radiations. Il apparaît des raies noires sur le spectre de la lumière blanche.

 

c) correspondance entre le spectre de raies d'émission et le spectre de raies d'absorption

Pour les gaz, on remarque qu'ils absorbent les mêmes radiations que celles qu'ils émettent. Donc, un spectre d'absorption est aussi une signature de l'espèce chimique.

 

 

 

 

 

 

 

 

AE 3 : Comment a-t-on déterminé la composition du Soleil ?

 

λ hélium : 402, 447, 502, 587, 668, 706 nm

λ hydrogène : 397, 410, 434, 486, 656 nm

 

Pour déterminer la composition de l'enveloppe gazeuse du Soleil, nous avons comparé son spectre de raies d'absorptions aux spectres d'autres gaz, et observé que les données de l'hélium et de l'hydrogène lui correspondaient. Donc, la chromosphère du Soleil est principalement composée d'hélium et d'hydrogène.

 

III/ Application à l'astrophysique

 

Pour analyser une étoile, on analyse la lumière qui nous arrive.

 

a) qu'est-ce qu'une étoile ?

Une étoile est une boule de gaze (photosphère) entourée d'autres gaz (chromosphère).

 

b) Quelles informations nous parviennent ?

-la température : les étoiles bleues sont les plus chaudes, et les rouges les moins chaudes.

-la composition de la chromosphère : on étudie le spectre de raies d'absorption qui nous parvient.

 

Cf AE n°4 pour plus de détails sur le chapitre