ch 19 Les spectres d`émission et d`absorption

ch 02 La lumière des étoiles
1. Spectre d’émission continu d’origine thermique
Fortement chauffé, un corps émet un rayonnement continu. Plus la
température est élevée plus le spectre contient du bleu et du violet.
La couleur ne dépend pas du corps, mais de la température.
Loi de Wien : Soit m la longueur d’onde correspondant à
l’intensité lumineuse maximale d’un corps chauffé à la
température T ( en kelvin ).
mT = A
avec A = 2900 mK
[La température en kelvin est obtenue en ajoutant 273,15 à la
température en degré Celsius.]
exemple : déterminer la longueur d’onde correspondant à
l’intensité lumineuse maximale lorsque le filament de la lampe à
incandescence est à 3000°C
A
m = T avec A= 2900 mK et T = 3000 +273 = 3273 K soit
2900
m =3273 = 0,8900 m =890,0 nm
(Le maximum d’émission est dans l’infra rouge)
La couleur émise par la photosphère d’une étoile est plus bleue
pour les étoiles les plus chaudes (35 000 K) et plus rouge pour les
moins chaudes (3500 K) Avec 6000 K environ, le Soleil est jaune.
2. Spectre de raies d’émission
Un gaz excité sous faible pression émet un spectre de raies
discrètes. Ces raies sont caractéristiques de chaque élément.
(Le spectre est tout noir avec quelques raies de couleur.)
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3. Spectre d’absorption
Un gaz peut absorber les mêmes radiations que celles qu’il
peut émettre.
(Le spectre est tout coloré, du violet au rouge, avec quelques raies
noires.)
Les spectres des étoiles sont des spectres d’absorptions :
La zone la plus froide d’une étoile est entre la photosphère et
l’atmosphère, c’est là que certaines radiations sont absorbées. La
position des raies noires permet de déterminer la nature des atomes
présents dans cette zone de l’étoile.
Quand il y a des raies d’absorption on est sûr que l’élément
chimique correspondant est présent dans l’étoile, mais il se peut
que l’élément chimique soit présent sans que les conditions de
températures et de pression soient réunies pour qu’il y ait
absorption. Par exemple, notre Soleil comme toutes les étoiles
contient de l’hélium, mais dans le spectre du Soleil on ne trouve
pas la raie caractéristique de l’hélium à 447,1 nm)
Dans le cœur des étoiles tous les éléments se forment par
nucléosynthèse. L’énergie est produite en transformant
l’hydrogène en hélium.
Selon leurs spectres, les étoiles sont classées dans les catégories O,
B, A, F, G, K, M. (chaque classe spectrale étant elle même
subdivisée de 0 à 9)
Les étoiles de type O sont bleues et ne contiennent presque que des
raies de l’hélium.
Le Soleil est une étoile jaune de type G2.
Les étoiles rouges, de type M, contiennent beaucoup de raies
d’absorption.
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