Chap 11 : Lumière des étoiles Objectifs p 259 I

Chap 11 : Lumière des étoiles
Objectifs p 259
I- Spectre d'émission
Le spectre d'une lumière polychromatique est l'image que l'on obtient en dispersant cette lumière avec un prisme
ou un réseau. L'appareil utilisé est un spectroscope.
On appelle spectre d'émission le spectre de la lumière directement émis par une source
1- Spectre continu et température
Un spectre continu se présente sous forme d'une bande colorée unique constituée par une infinité de radiations
différentes.
Un corps dense (solide, liquide ou gaz sous forte pression) porté à haute température émet de la lumière, appelée
« rayonnement thermique ».
Le spectre de la lumière émise par un corps dense et chaud (filament d'une lampe, lave d'un volcan, surface
gazeuse d'une étoile...) est un spectre continu.
La couleur de la lumière émise par un corps dense passe du rouge sombre au blanc brillant quand sa température
augmente. (image 15p265)
Le spectre de la lumière émise par un corps dense et chaud s'enrichit progressivement vers le violet lorsque la
température augmente.
2- Spectres de raies et signature des atomes
Un spectre de raies d'émission présente une suite de raies colorées distinctes : la lumière émise n'est composée
que d'un nombre limité de radiations monochromatiques bien distinctes.
Le spectre de la lumière émise par un gaz sous faible pression, porté à haute température et formé d'atomes ou
d'ions simples, est un spectre de raies (image 17p265).
Chaque type d'atome ou d'ion possède un spectre de raies bien déterminer qui permet de l'identifier.
II- Spectre de raies d'absorption
1- Définition
Le spectre d'absorption d'une substance est le spectre de la lumière obtenue après traversée de cette
substance par la lumière blanche.
2- Observations
Un spectre de raies d'absorption présente une suite de raies noires distinctes sur le fond coloré dû au spectre de
la lumière blanche.
Un gaz constitué d'atomes ou d'ions simples produit un spectre de raies d'absorption.
Les raies du spectre associé à un atome ou un ion sont à la même place (mêmes longueurs d'onde) dans le spectre
d'émission et dans le spectre d'absorption : un atome ou un ion ne peut absorber que les radiations qu'il est
susceptible d'émettre.
III- La lumière, messagère des étoiles
Le spectre d'une étoile contient le spectre de la lumière blanche, il constitue le fond continu du spectre de l'étoile.
1- Fond continu et température
Une étoile est une énorme boule de gaz très chaud et très condensé. La lumière qui nous parvient est issue de la
surface de l'étoile, la photosphère : c'est la partie visible de l'étoile.
La couleur de la lumière émise par l'étoile dépend de la température de surface.
Le spectre de lumière émise par la photosphère constitue le fond continu. Plus le spectre est enrichi en violet, plus
la température de surface de l'étoile est grande.
2- Spectre de raies et composition chimique
Avant de nous parvenir, la lumière issue de la photosphère traverse une mince couche de gaz faiblement comprimé
qui constitue l'atmosphère de l'étoile.
Les raies d'absorption du spectre d'une étoile renseignent sur la composition chimique de son atmosphère.
3- Composition chimique des étoiles
L'analyse chimique des étoiles réalisée en partie de leurs spectres montre qu'elles sont constituées presque
exclusivement d'hydrogène et d'hélium.
Le Soleil est constitué de 92% d'hydrogène et de 7,8% d'hélium ; on y trouve aussi tous les autres atomes présents
sur Terre mais en très petites quantités.