Seconde_Thème 1_L’UNIVERS AE 3_Les spectres lumineux

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LES SPECTRES LUMINEUX

Objectif : - Distinguer un spectre d’émission d’un spectre d’absorption.

I. A propos de lumière émise.

On souhaite analyser la composition de la lumière émise par différentes sources afin de pouvoir les caractériser.

Nous allons donc, pour cela, nous intéresser à leur spectre.

1. Spectres de différentes sources lumineuses.

Manipulation : Observer, avec le spectroscope portatif, les spectres d’émission des diverses sources :

- une lumière blanche, - un LASER,

- une lampe « orange », - une lampe « bleue »,

- un néon.

Exploitation : Pour chaque source, sur votre compte-rendu :

- dessiner le spectre obtenu en respectant la position et l’étalement des différentes lumières colorées ;

- utiliser le vocabulaire adéquate pour le décrire : * spectre d’émission ou spectre d’absorption,

* lumière polychromatique ou monochromatique,

* spectre continu ou spectre de raies discontinu.

2. Notion de longueur d’onde.

Les lumières colorées sont constituées de plusieurs radiations monochromatiques.

Chaque radiation est caractérisée par sa longueur d’onde, de symbole , qui a pour unité le

mètre (m) mais qui s’exprime souvent en nanomètre (1 nm = 10-9

m).

Une espèce chimique donnée absorbe et émet toujours les mêmes radiations qui possèdent toujours les

mêmes longueurs d’onde.

Manipulation : * A l’aide du spectroscope portatif, observer à nouveau le LASER et les deux lampes

« colorées ».

* Repérer sur l’échelle intégrée au spectroscope les longueurs d’ondes

caractéristiques de chaque radiation.

Exploitation : Noter alors ces longueurs d’onde sur les spectres que vous avez dessinés précédemment.

Identifier alors le gaz responsable de l’émission lumineuse pour les deux lampes

« colorées » en vous appuyant du tableau répertoriant les différents éléments chimiques et leurs

radiations correspondantes.

* NE JAMAIS PLACER SES YEUX DANS LE RAYON DU LASER.

* NE JAMAIS REGARDER DIRECTEMENT LA LUMIERE D’UNE LAMPE SPECTRALE.

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II. Spectres de raies d’absorption.

Lorsqu’un gaz, à faible pression et chaud, est éclairé par une source de lumière blanche, il y a

absorption de certaines radiations.

Ci-contre est représenté le spectre d’absorption du gaz sodium (Na) :

1. A quoi correspond le spectre continu ?

2. Pourquoi parle-t-on de spectre « d’absorption » ?

3. Comment s’assurer que le gaz responsable de l’absorption est du sodium ?

4. Que peut-on dire des spectres d’absorption et d’émission du sodium ? Justifier.

5. Quel serait alors le spectre d’absorption du gaz mercure (de symbole chimique Hg) ? Le représenter.

Question bonus : D’où vient le symbole chimique du mercure ?

Conclusion : L’étude indirecte de la composition des étoiles se base sur l’analyse de la lumière

qu’elles émettent et que l’on reçoit sur Terre. Ces travaux nécessitent donc une maîtrise des phénomènes liés

à la lumière.

Or, lors de l’obtention du spectre de la lumière blanche à travers un prisme, nous avons

pu observer une déviation de la lumière ainsi qu’un étalement des couleurs. Nous allons alors étudier dans

le cours suivant ces deux phénomènes.

Compétences exigibles

- Savoir qu’un corps chaud émet un rayonnement continu, dont les propriétés dépendent de la température.

- Repérer, par sa longueur d’onde, dans un spectre d’émission ou d’absorption, une radiation caractéristique

d’une entité chimique.

- Savoir que la longueur d’onde caractérise, dans l’air et dans le vide, une radiation monochromatique.

- Interpréter le spectre de la lumière émise par une étoile : température de surface et entités chimiques

présentes dans l’atmosphère d’une étoile.

- Connaître la composition chimique du Soleil.

- Utiliser un système dispersif pour visualiser des spectres d’émission et d’absorption et comparer ces

spectres à celui de la lumière blanche.