Étudier les spectres lumineux

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Fiches
Classe(s) : 2de | Thème(s) : Les étoiles


Rappels de cours

1 Les spectres continus d’émission

Lorsque la température T d’un corps chaud augmente, sa couleur passe du rouge au blanc et le spectre de sa lumière s’enrichit vers le violet.

Température T1

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Température T2>T1

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Les couleurs présentes renseignent sur la température de la source.

2 Les spectres de raies d’émission

Les raies observées dans le spectre d’émission d’un gaz sont caractéristiques des entités chimiques présentes dans le gaz. Les longueurs d’onde des radiations des raies permettent d’identifier un élément chimique.

exemple Spectres de raies de l’hydrogène.

Élément hydrogène (H)

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Les longueurs d’onde sont 410nm, 434nm, 486nm et 656nm.

3 Les spectres continus d’absorption

Le spectre de la lumière qui a traversé un milieu coloré présente des parties sombres correspondant aux couleurs absorbées. Une solution de permanganate de potassium absorbe le vert et apparaît magenta.

Spectre de la lumière blanche

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Permanganate de potassium

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4 Les spectres de raies d’absorption

Une entité chimique (atome ou ion) ne peut absorber que les radiations qu’elle est susceptible d’émettre.

exemple Le sodium peut émettre ou absorber une radiation jaune.

Spectre d’émission

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Spectre d’absorption

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Méthodes

Reconnaître un élément chimique

Le spectre 1 est un spectre de raies d’absorption.

Spectre 1

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En utilisant les spectres d’émission suivants, reconnaître l’élément chimique à l’origine de ce spectre.

Élément mercure (Hg)

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Élément hélium (He)

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Conseils

Les raies observées dans le spectre sont caractéristiques de l’élément chimique quel que soit le type de spectre.

Solution

Les raies noires du spectre d’absorption correspondent aux raies brillantes du spectre d’émission de l’élément mercure (Hg).

Associer une radiation à une longueur d’onde

1. En utilisant l’échelle graduée en nm, déterminer les valeurs des longueurs d’onde des radiations présentes dans le spectre 2.

Spectre 2

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2. Le tableau indique des valeurs de longueurs d’onde des raies présentes dans les spectres de l’hydrogène et de l’hélium.

Hydrogène

365nm

410nm

434nm

486nm

656nm

820nm

Hélium

447nm

471nm

492 nm

501nm

587nm

668nm

Quel est l’élément chimique présent dans le gaz produisant la lumière du spectre 2 ?

Solution

1. Le spectre contient six radiations dont les valeurs des longueurs d’onde en nm sont voisines de 445 ; 470 ; 490 ; 500 ; 585 ; 670.

2. Les valeurs des longueurs d’onde des raies du spectre sont proches de celles de l’hélium : c’est donc l’élément présent dans la source.