La spectroscopie en astrophysique Plan de l`exposé :

mars 2015 La spectroscopie - Poitiers 1
La spectroscopie en astrophysique
Patrick Boissé!
Université Pierre et Marie Curie !
Institut d Astrophysique de Paris!
Plan de l'exposé :!
!
• Nature de la lumière et spectroscopie!
• Principe de la spectroscopie, quelques expériences!
• Informations portées par un spectre !
• Exemples d'applications: !
!étoiles, nuages interstellaires, galaxies, rayonnement fossile!
• La spectroscopie de nos jours, quelques projets d actualité!
Fraunhofer (1787 - 1826)!

mars 2015 La spectroscopie - Poitiers 2
Informations portées par la lumière : images et spectres
• Image I(x,y) : ce qu'on voit (avec instrument…)!
• Spectre I(λ) : «"qualité"» non perceptible par l œil (seulement la "couleur")!
Echelles de couleur !
pour représenter!
- l'intensité !
- et/ou la couleur!

mars 2015 La spectroscopie - Poitiers 3
Un peu d histoire: nature de la lumière et spectroscopie
Quelques étapes : !
• Aristote : analogie avec le son --> lumière = onde!
• 1637 : lois de la réfraction, Descartes !
• 1666 : expériences de Newton sur la décomposition de la lumière!
la réfraction sépare les couleurs (lumière = corpuscules)!
 les couleurs sont une propriété intrinsèque à la lumière!

mars 2015 La spectroscopie - Poitiers 4
Nature de la lumière et spectroscopie / 2
• Huygens (1629 - 1695): interprète réflexion et réfraction par la théorie ondulatoire!
• Expérience d Young en 1801!
• Théorie ondulatoire : Fresnel (1788 - 1829)!
• Fraunhofer: spectroscope, réseaux, raies du spectre solaire (≈ 1813)!
• Bunsen et Kirchhoff interprètent le spectre solaire (≈ 1850)!
• Maxwell (1831, 1879): électromagnétisme!
• Janssen et Lockyer (1868) : raie jaune inconnue (He, 1895) !
• Planck (1900), Einstein (1905): nature corpusculaire (et ondulatoire) de la lumière!

mars 2015 La spectroscopie - Poitiers 5
Principe d un spectrographe
• Système dispersant (prisme, réseau)!
direction de sortie = F(direction entrée, λ) !
• fente d entrée !
sélectionne ≈ 1 direction d entrée!
• Détecteur (plaque photo, caméra CCD)!
direction de sortie = f(λ) !
fente réseau
θe θs(λ) détecteur
Prisme : déviation plus grande pour le bleu!
Réseau : déviation plus grande pour le rouge