Spectres d`émission et d`absorption

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PHYSIQUE
SPECTRES D'EMISSION ET D'ABSORPTION
Chap.16
I. Les spectres d’émission
A. Dispersion de la lumière blanche par un prisme
 Montage : lanterne /diaphragme / lentille / fente / prisme en verre / écran
 Un prisme est placé sur le trajet de la lumière provenant d’une lampe à incandescence
 Observer et dessiner le spectre en indiquant les différentes couleurs
B. Dispersion de la lumière blanche par un réseau
 Un réseau est constitué d'un film transparent sur lequel on a gravé des traits parallèles, équidistants et très fins
(exemple : le réseau noté : 580 : on a gravé 580 traits par millimètre).
 Montage : lanterne / fente / réseau / écran
 Observer et dessiner le spectre obtenu
C. Conclusions
1) Le réseau dévie-t-il davantage le rouge que le violet ? Comparez au spectre obtenu avec le prisme.
2) Quels sont les points communs et les différences entre les deux spectres ?
II. Spectres d’émission
 Un spectre d’émission est un spectre produit par la lumière directement émise par une source
A. Analyse de la lumière émise par une lampe
 Montage : brancher la lampe aux bornes du générateur hors tension (alimentation ajustable).
 Régler la tension sur zéro puis mettre le générateur sous tension.
 ATTENTION : NE PAS DEPASSER 6V.
 Augmenter progressivement la tension tout en observant avec le spectroscope la lumière émise par la lampe.
1) Quelle influence a la variation de tension sur la lampe ?
2) Quelle est la conséquence de cette variation sur les spectres observés ?
3) De quelle grandeur physique dépend ces changements ?
B. Spectres de raies
 On analyse à l’aide du spectroscope la lumière émise par une lampe à vapeur de mercure puis une lampe à
vapeur de sodium.
 La lampe à vapeur de mercure contient des atomes (Hg) de mercure sous faible pression. Ces atomes subissent
des décharges électriques et sont excités.
 La lampe à vapeur de sodium contient des atomes de sodium (Na). Eux aussi subissent des décharges
électriques et sont excités.
1) Dessiner les spectres obtenus
2) Les spectres d’émission dépendent-ils de l’élément chimique utilisé ?
C. Spectre d’émission d’une lampe fluo compacte et d'un « néon »
 Montage : Regarder une telle lampe au travers d’un réseau et d’une fente
1) Décrivez les spectres obtenus
2) Comment peut-on qualifier ces spectres ?
D. Les couleurs des flammes
 On pulvérise sur une flamme non éclairante d’un bec Bunsen une solution contenant des ions sodium Na+.
 L’expérience est reproduite avec d’autres solutions ioniques.
 Observer le document en couleur sur votre table et noter dans l’ordre les éléments chimiques correspondants.
III. Les spectres d’absorption
 Un spectre d’absorption est un spectre obtenu en analysant la lumière blanche qui a traversé une substance
A. Spectre de raies d’absorption
 Voir le document 15 p 240 du livre
 Décrire ce spectre.
B. Spectre de bande d’absorption
 Montage : Placez une fente sur un rétroprojecteur. Poser dessus une cuve contenant une solution de
permanganate de potassium. Placez un réseau sur la lentille du rétroprojecteur
 On analyse la lumière transmise à travers différentes solutions colorées
1) Pourquoi observe-t-on 2 spectres sur l’écran ?
2) L’un des spectres est celui de la solution de permanganate de potassium. Décrivez ce spectre
3) Pourquoi parle-t-on de spectre de bandes ?
4) Comment pouvez-vous expliquer la couleur de la solution à partir de son spectre d’absorption ?
5) Autres manipulations possibles : On observe le spectre du sulfate de cuivre et de l’hélianthine. Commentaires.