Thème : Univers TP.2 : L`analyse spectrale Objectifs

2nde Thème : Univers
TP.2 : L’analyse spectrale
Objectifs :
 Etudier un document historique sur l’analyse spectrale.
 Réaliser des montages expérimentaux permettant de faire apparaître des spectres.
 Etudier différents types de spectres : spectre continu, spectre d’émission et spectre d’absorption.
I. Etude historique :
Lire attentivement le texte du document intitulé << Analyse spectrale >>, et répondre aux questions suivantes :
1. Quels sont les mots de vocabulaire qui, dans le texte, proviennent, du mot latin << Spectrum >> ?
Préciser leur sens.
2. Comment peut-on obtenir des flammes colorées ?
3.
a) Quel dispositif permet d’obtenir un spectre ? En connaissez-vous d’autres ?
b) Schématiser les expériences réalisées par le professeur, puis à l’aide du matériel dont vous disposer (Une lanterne,
une fente, un prisme, un réseau et un écran), réaliser les deux mêmes expériences permettant de faire apparaître
ces spectres. Faites vérifier votre montage par le professeur. Remplacer la lanterne par une diode laser. Conclure.
4. En quoi les spectres observés par Bunsen et- Kirchhoff différent-ils de celui observé par Newton ?
5. Quelle est l’allure du spectre obtenu par Bunsen et Kirchhoff avec des sels de sodium ? Comment appelle-t-on ce type
de spectre ?
6. A votre avis, tous les éléments chimiques présentent-ils deux raies spectrales colorées ?
7. Schématiser les résultats des expériences réalisées par le professeur, puis, après avoir observé dans le spectroscope,
rectifier.
II. Spectres d’émission de quelques éléments sur le site << Otralo.net >>
 Rendez-vous sur le site à l’adresse suivante : http://www.ostralo.net/
 Sur la page d’accueil, choisir << Animations en physique >> ensuite <<Optique >>, puis cliquer sur l’image correspondant
au titre << Spectres d’émission >>.
 Cocher ensuite la case << Raie de l’atome >>, puis choisir une case correspondant à l’un des éléments chimiques de
la classification périodique.
 Tester les éléments chimiques suivants :
Sodium : Na Mercure : Hg Fer : Fe Hydrogène : H Hélium : He
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Questions :
1. Répondre plus précisément à la question.6 ci-dessus.
2. Cliquer sur l’élément Hydrogène pour faire apparaître son spectre. Déplacer ensuite le curseur permettant de faire
varier l’intensité des raies spectrales. Que remarque-t-on ? Interpréter.
3. Quelle est le nom de la grandeur physique indiquée sous le spectre ? Quelle est son unité ? La convertir en mètre.
4. Que signifie << Domaine du visible >> ? Donner l’intervalle de longueurs d’onde qui lui correspond.
5. Déplacer le curseur permettant de faire varier l’intensité lumineuse des raies spectrales de façon à faire apparaître
un maximum de raies spectrales, en partant de la plus lumineuse. Relever à chaque fois la valeur de la longueur
d’onde  avec trois chiffres significatifs, et préciser la couleur. Consigner les résultats dans le tableau ci-dessous.
Numéro de la raie
(nm)
Couleur
6. Revenir à la page << Optique >> et cliquer sur l’image << Spectres d’émission et d’absorption d’un élément >>. Deux
expériences sont représentées sur la droite.
Qu’est-ce qui différencie ces deux expériences ? Faites un schéma de chacune d’elle.
7. Allumer les deux générateurs en cliquant sur << On >>. Cliquer sur l’élément sodium Na sur la classification périodique.
Que remarque-t-on ? Interpréter et faire un schéma des deux spectres d’émission et d’absorption observés.
8. Vérifier qu’il en est de même pour les autres éléments en choisissant l’élément Hydrogène et l’élément Fer.
9. Revenir à la page << Optique >> et cliquer sur l’image << Etude de spectres >>. Choisir << Afficher le spectre du Soleil >>.
De quel type de spectre s’agit-il ? Interpréter.
10. Cliquer ensuite sur l’élément Hydrogène. Que remarque-t-on ? Que peut-on en déduire ? Quelle application peut-on alors
envisager ?
11. Lire le texte du document intitulé << Spectre continu et température des étoiles >>
Schématiser le résultat de l’expérience réalisée par le professeur. Conclure.
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