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Quelques rappels de physique concernant les spectres

Par ftrouillet, publié le 07/10/2010, mise à jour le 09/02/2016
Une étoile est une boule de dihydrogène agitée par des réactions de fusion thermonucléaires qui dissipent une incroyable quantité d'énergie sous forme de rayonnements visibles et invisibles pour l'oeil humain (ondes radio, rayonnement infrarouge, ultraviolet, rayons X, rayons gamma …). Les entités chimiques (les atomes, les ions et les molécules) peuvent absorber et émettre certaines de ces radiations électromagnétiques selon leur nature et leur état physique.

Les spectres d'émission

Par ftrouillet — 09/02/2016 10:03

  Chaque atome existant dans l'Univers possède une structure électronique qui lui est propre (répartition des électrons de son nuage). Prenons l'atome d'hydrogène qui ne possède qu'un seul électron. Dans son état fondamental, cet atome n'émet pas de lumière car il occupe l'état de plus basse énergie (fig. 1). Par contre, à basse pression, lorsqu'il est chauffé ou soumis à des décharges électriques, l'hydrogène émet de la lumière dont le spectre présente, dans le visible, des raies colorées. Il s'agit d'un spectre de raies d'émission. A chacune de ces raies correspond une radiation monochromatique de longueur d'onde déterminée.

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Les spectres d'absorption

Par ftrouillet — 09/02/2016 10:02

  Qu'est-ce qu'un spectre d'absorption ? L'hydrogène, à basse pression, est maintenant éclairé par de la lumière blanche (lumière dont le spectre est continu). Le spectre de la lumière ayant traversé ce gaz présente des raies manquantes. Ces raies ont été absorbées par ce gaz : on parle de spectre de raies d'absorption.

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La spectroscopie infrarouge (I.R.)

Par ftrouillet — 09/02/2016 10:03

  Le principe de cette spectroscopie est semblable à celui de la spectrophotométrie dans le visible. L’analyse des radiations absorbées permet d’identifier les transitions entre niveaux d’énergie et d’en déduire des informations sur la structure de la molécule. Dans le visible (mais aussi dans l'UV), les radiations absorbées correspondent à des transitions entre niveaux d’énergie électroniques. Dans l’infrarouge (longueur d'onde comprise entre 0,8 μm et 1 000 μm ), les énergies mises en jeu sont principalement des énergies de vibration (dans l'infrarouge proche) mais aussi de rotation (infrarouge lointain : longueur d'onde > 20 µm).

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