Chap6 Spectres de la lumiere

1.#Qu'est*ce#que#la#lumière#?#
!"#$%&'()*#*+,#$-*.+*&/$*#0*+#1.0*+#2$*3,)1&"4.2,'5%*+#6'+'/$*+#7*.,)*#899#*,#:99#.&;<#
#
Décomposition#de#la#lumière#blanche#
!"#$%&'()*#+1$"')*=#3*$$*#0-%.*#$"&>*#?#'.3".0*+3*.3*#+1.,#0*+#$%&'()*+#0',*+#/$".3@*+<#
# #
• AB>2)'*.3*#C#
#
#
#
#
#
#
#
#
###D%)#$-23)".#C#
#
• E/+*)6",'1.#C#
!*#F"'+3*"%#0*#$%&'()*#/$".3@*#*+,###<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<#>")#%.#>)'+&*#71%#%.#)2+*"%;<#G#$H23)".#1.#1/+*)6*#%.*#
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<#
#
• I1.3$%+'1.#C#
La#lumière#blanche#est#constituée#<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<##
On#dit#qu’elle#est##<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<##(plusieurs#couleurs).#
Chaque#couleur#est#appelée#«#<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<#».#
#
A#chaque#lumière#monochromatique#du#spectre#(appelée#aussi#"radiation#lumineuse")#est#associée#une#grandeur#appelée#
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<#notée#λ#(Lambda).#La#longueur#d’onde#s’exprime#en#nm#(nanomètre)#ou#en##µm#
(micromètre).#
#
#
#
J'1$*,#
K.0'41#
L$*%#
J*),#
M"%.*#
E)".4*#
N1%4*#
!%&'()*#'.6'+'/$*#
#
N*&")5%*#
!1)+5%H%.#F"'+3*"%#0*#$%&'()*#/$".3@*#,)"6*)+*#%.#>)'+&*#C#
# O#'$#*+,#026'2#C#3H*+,#$*#>@2.1&(.*#0*##<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<#
# O#'$#*+,#0231&>1+2#C#3H*+,#$*#>@2.1&(.*#0*#<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<#
#
#
2.#Les#spectres#d’émission#
Tout# corps# porté# à# l’incandescence# (chauffé# très# fortement,# jusqu’à# plusieurs# milliers# de# °C)# émet# une# lumière#
visible.#«#L’image#»#de#cette#lumière,#appelée#spectre,#peut#être#visualisée#sur#un#écran.#
Puisqu’il#s’agit#de#lumière#«#émise#»,#on#parle#de#<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<#
#
2.1.#Spectres#d’émission#continus#
Expérience#:#
# # #
#
#
#
#
#
#
Chapitre VI
S
PECTRES DE LA LUMIERE
Lumière invisible
400
550
800
Lumière visible
Longueur d’onde
λ en nm
!%&'()*#+1$"')*=#
$"&>*#?#
'.3".0*+3*.3*<<<#
P)'+&*#
A3)".#
L".0*#31$1)2*#+-2,*.0".,#0%#6'1$*,#"%#)1%4*#*,#31&>1),".,#,1%,*+#
$*+#31%$*%)+#6'+'/$*+#>")#$-Q'$#@%&"'.#7$*+#31%$*%)+#0*#$-")3O*.O3'*$;<#
R"'+3*"%#0*#$%&'()*#/$".3@*#

S*++'.*)#3*#5%*#61%+#1/+*)6*T#+%)#$-23)".#
Lorsque# le# spectre# ne# présente# pas# de# zone# sans# lumière,# pas# d’interruption# dans# la# succession# des# couleurs,# on#
parle#de#spectre#d’émission#<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<#
#
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<#
#
#
A61$%,'1.#0%#+>*3,)*#0*#$"#$%&'()*#2&'+*#>")#$*#F'$"&*.,#0H%.*#$"&>*#?#'.3".0*+3*.3*#3$"++'5%*#$1)+5%*#$"#,*&>2)",%)*#
"%4&*.,*#0*#4"%3@*#?#0)1',*<#
#
Plus#la#température#du#corps#est#élevée,#plus#il#est#riche#en#lumière#<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<#et#<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<.#
Le#spectre#de#la#lumière#blanche#émise#par#une#lampe#à#incandescence#est#<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<.#
#
#
Etoiles
Bételgeuse
Soleil
Sirius
Rigel
Couleur
Rouge
Jaune
Blanche
Bleue
Température de
surface (°C)
3000
5500
11000
20000
La#couleur#d’un#corps#chaud#dépend#de#sa#<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<#
#
#
#
#
#
#
#
2.2.#Le#profil#spectral#
G%U1%)0H@%'=#$"#>@1,14)">@'*#01..".,#0*#+'&>$*+#+>*3,)*+#*+,#"/".01..2*#"%#>)1F',#0*#02,*3,*%)+#2$*3,)1.'5%*+#5%'#
01..*.,#0*+#>)1F'$+#+>*3,)"%B<#
#
S2F'.','1.#C#!*#>)1F'$#+>*3,)"$#*+,#$"#31%)/*#)*>)2+*.,".,#$-'.,*.+',2#0*#$"#$%&'()*#2&'+*#>")#3*#31)>+#*.#F1.3,'1.#0*#$"#
$1.4%*%)#0-1.0*#>1%)#%.*#,*&>2)",%)*#01..2*<#

AB*&>$*#C#1.#01..*#$*#>)1F'$#+>*3,)"$#0-%.#31)>+#3@"%0#?#0*%B#,*&>2)",%)*+#0'FF2)*.,*+<#
!
Spectre!de!la!lumière!émise## #
!
Spectre!de!la!lumière!émise!!
#
O####P$%+#$*#31)>+#*+,#3@"%0=#>$%+#$*#+>*3,)*#+-2,*.0#6*)+#$*#6'1$*,<#
O####A.#31.+25%*.3*=#%.*#+1%)3*#0*#31%$*%)#/$*%*#*+,#>$%+#3@"%0*#5%-%.*#+1%)3*#0*#31%$*%)#)1%4*<#
#
!*+#>)1F'$+#,)"32+#>1%)#0'FF2)*.,*+#6"$*%)+#0*#$"#,*&>2)",%)*#>)2+*.,*.,#,1%+#%.#&"B'&%&<#I*#&"B'&%&#3)1V,#,)(+#6',*#
"6*3#$"#,*&>2)",%)*<###
E.#1/,'*.,#$*#maximum#d’intensité#lumineuse##>1%)#%.*#6"$*%)#0*#$"#$1.4%*%)#0-1.0*#.1,2*#λmax<##
!"#6"$*%)#0*#W&"B#0'&'.%*#$1)+5%*#$"#,*&>2)",%)*#X#"%4&*.,*<#
Rouge
Violet
2400 K
2700 K
3000 K
2ème exemple
1er#exemple#

!
Énoncé!de!la!loi!de!Wien!
A.#Y:Z[=#$*#>@\+'3'*.#]'$@*$&#]'*.#7Y:^8OYZ_:;#"#2.1.32#$"#$1'#,)"0%'+".,#$"#31))2$",'1.#*.,)*#$"#6"$*%)#0*#W&"B#*,#$"#
,*&>2)",%)*<#
`#$"#,*&>2)",%)*#X=#$"#+1%)3*#)"\1..*#,)(+#F1),*&*.,#+%)#$"#$1.4%*%)#0-1.0*#W&"B#,*$$*#5%*#C#
max
3
10.898,2
λ
−
=T
Loi de Wien#
#
I*,,*#)*$",'1.#0',*#a#,*&>2)",%)*#0*#31%$*%)#b#&1.,)*#5%*##$"#$1.4%*%)#0-1.0*#W&"B#31))*+>1.0".,#"%#&"B'&%&#
0-2&'++'1.#$%&'.*%+*#*+,#'.6*)+*&*.,#>)1>1),'1..*$$*#?#$"#,*&>2)",%)*#0%#31)>+#3@"%FF2<#P$%+#$"#,*&>2)",%)*#0%#31)>+#
3@"%FF2#"%4&*.,*=#>$%+#$"#$1.4%*%)#0-1.0*#31))*+>1.0".,#"%#&"B'&%&##0-2&'++'1.#0'&'.%*<#
!
Remarque#C# $"#$1'#0*#]'*.# .*#+-">>$'5%*# >"+# >1%)#$*+#$"&>*+#/"++*+##31.+1&&",'1.# 73*#.-*+,#>"+# %.# 31)>+#5%*#$-1.#
3@"%FF*;=#.2".&1'.+=#1.#$%'#",,)'/%*#%.*#,*&>2)",%)*#0*#31%$*%)#5%'#31))*+>1.0#"%#W&"B#0%#+>*3,)*<#
#
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<#
#
#
#
#
Cette#température#est#dite#aussi#température#de#<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<#
#
#
2.3.#Spectres#d’émission#de#raies#
Expérience#:
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
Kelvins (K)
mètres (m)
#
D>*3,)*#0H2&'++'1.#0*#)"'*+#0H%.*#$"&>*#
?#023@")4*#31.,*.".,#0*#$H@\0)14(.*<
#
#
D>*3,)*#0H2&'++'1.#0*#)"'*+#0H%.*#$"&>*#
?#023@")4*#31.,*.".,#0%#+10'%&#7c";<
#
#
D>*3,)*#0H2&'++'1.#0*#)"'*+#0H%.*#$"&>*#
?#023@")4*#31.,*.".,#0%#&*)3%)*#7d4;<
D>*3,)*#0H2&'++'1.#0*#)"'*+#0%#
&*)3%)*#7d4;<
AB*)3'3*#C#$%&'()*#0H2,1'$*#
#
!*#>)1F'$#+>*3,)"$#0H%.*#2,1'$*#*+,#)*>)2+*.,2#3'O31.,)*<#
Y; A6"$%*)#$"#$1.4%*%)#0H1.0*#W&"B#0*#$"#)"0'",'1.#
$%&'.*%+*#2&'+*#>")#3*,,*#2,1'$*#"6*3#%.*#
'.,*.+',2#&"B'&"$*<#G#5%1'#*+,#$'2*#$"#6"$*%)#0*##
W&"B#e#
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<#
#
_; A.#">>$'5%".,#$"#$1'#0*#]'*.=#01..*)#%.*#
*+,'&",'1.#0*#$"#,*&>2)",%)*#0*#+%)F"3*#0*#
3*,,*#2,1'$*<#
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<#
#

D>*3,)*#1/,*.%#"6*3#$"#$"&>*#?#6">*%)#0*#+10'%&<#!"#)"'*#+*#+',%*#0".+#$*#U"%.*O1)".42<#!"#$%&'()*#1/+*)62*#?#$-Q'$#.%#
*+,#U"%.*<#
#
#
#
#
#
D>*3,)*#1/,*.%#"6*3#$"#$"&>*#?#6">*%)#0*#&*)3%)*<##!*+#)"'*+#+1.,#)*+>*3,'6*&*.,##6'1$*,,*=#'.0'41=#6*),*=#U"%.*=#1)".4*#
*,#)1%4*<#!"#$%&'()*#1/+*)62*#?#$-Q'$#.%#*+,#/$".3@*O6'1$*,,*<#
#
Ce#spectre#ne#comporte#pas#toutes#les#couleurs#de#l’arc#en#ciel.#Il#est#discontinu,#il#ne#présente#que#quelques#raies#
monochromatiques#séparées#par#des#zones#noires.#Ce#type#de#spectre#est#appelé#"Spectre#d'émission#de#<<<<<<<<<<<<<<<<<<<f#
#Le#spectre#de#raies#constitue#la#signature#d’une#espèce#chimique#et#peut#révéler#sa#présence.##
#Chaque#élément#chimique#possède#un#spectre#de#raies#qui#lui#est#propre.#
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<#
#
#
3.#Spectres#d’absorption#
3.1.#Spectre#d’absorption#de#raies#
Expérience#:#+>*3,)*#0-%.*#6">*%)#0-",1&*+#0*#+10'%&#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
E.#*.61'*#0*#$"#$%&'()*#/$".3@*#+%)#%.*#F$"&&*#0".+#$"5%*$$*#+1.,#>%$62)'+2+#0*+#'1.+#+10'%&#*,#1.#*B"&'.*#$*#+>*3,)*#
0*#3*,,*#$%&'()*#">)(+#$"#,)"6*)+2*<#
#
Le#spectre#obtenu#ressemble#à#celui#de#la#lumière#blanche,#mais#il#est#privé#de#
deux# raies# très# fines# de# lumière# jaune.# Les# raies# manquantes# sont# au# même#
emplacement#que#les#raies#d’émission#des#atomes#de#sodium.#
#
#Une#espèce#chimique,#lorsqu’elle#est#éclairée#par#de#la#lumière#blanche,#ne#
peut#absorber#que#les#radiations#lumineuses#qu’elle#peut#émettre.##
#Les#spectres#d’émission#et#d’absorption#sont#complémentaires,#leur#
superposition#correspond#au#spectre#de#la#lumière#blanche.##
#Chaque#espèce#chimique#possède#un#spectre#caractéristique#(d’émission#ou#
d’absorption)#qui#permet#de#l’identifier.#
#
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<#
#
#
3.2.#Spectres#d’absorption#de#bandes#
Expérience#:#+1$%,'1.+#0*#>*)&".4".",*#0*#>1,"++'%&#*,#0*#+%$F",*#0*#3%'6)*#7KK;#23$"')2+#>")#0*#$"#$%&'()*#/$".3@*<#
#