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Exploiter un spectre de raies

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Objectif

Comprendre et savoir exploiter les spectres de raies.

Points clés

Il existe deux types de spectres d’émission : les spectres continus et les spectres de raies.
Les spectres continus sont d’origine thermique.
Les spectres de raies sont composés de plusieurs raies qui correspondent chacune à un rayonnement monochromatique.
Chaque élément chimique produit un spectre de raies qui lui est propre et qui permet de l'identifier.

Pour bien comprendre

Longueur d’onde
Spectre continu
Rayonnement monochromatique
Élément chimique et atome

1. Les spectres d'émission

Le spectre de la lumière émise par une source est appelé spectre d’émission.

On distingue deux types de spectres d’émission.

Les spectres continus d’origine thermique, qui sont formés d’une infinité de rayonnements monochromatiques différents.
Les spectres de raies, qui présentent une suite de raies colorées sur fond noir, distinctes les unes des autres.

Exemple de spectre continu d’émission

Spectre de la lumière blanche

Exemple de spectre de raies d’émission

Spectre de raies de l’oxygène

2. Les spectres de raies

Lorsqu’il est chauffé ou parcouru par des décharges électriques, un gaz à basse pression émet de la lumière. Le spectre observé est un spectre de raies.

Chaque raie colorée correspond à un rayonnement monochromatique caractérisé par une longueur d’onde.

Un spectre de raies est un spectre discontinu.

L’ensemble des raies du spectre est caractéristique d’un seul élément chimique, ce qui permet ainsi de l’identifier.

Exemple 1
Le spectre de raies de l’hydrogène est composé de 4 raies : 410 nm, 434 nm, 486 nm et 656 nm.

Spectre de raies de l’hydrogène

Exemple 2
Le spectre de raies du sodium est composé de 2 raies : 589 nm et 590 nm.

Spectre de raies du sodium :
les deux raies sont quasiment confondues

On peut donc identifier l’élément qui correspond à un spectre de raies, par comparaison des longueurs d’onde associées aux rayonnements avec les longueurs d’onde données dans des tables.

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