Chapitre 15 • Spectroscopie optique
15.2 SPECTRES DES SOURCES LUMINEUSES
On distingue deux grandes catégories de sources lumineuses en fonction de la nature
de leur émission : les sources thermiques (lampes à incandescence, lampes halogènes)
et les sources luminescentes (diodes électroluminescentes, lampes spectrales, néons,
ampoules basse consommation). Ces sources ont des spectres de nature et d’allure très
différentes.
Spectre et spectroscopie
Un spectre est la répartition d’énergie rayonnée en fonction de la fréquence (ou
de la longueur d’onde). L’étude des spectres lumineux renseigne sur les propriétés
chimiques des corps. La spectroscopie, c’est-à-dire l’étude des spectres, est utilisée dans différents domaines du spectre électromagnétique et dans de nombreux
domaines de la physique ou de la médecine.
15.2.1 Sources thermiques – Modèle du corps noir
Un corps chauffé rayonne de la lumière. La couleur du corps chauffé dépend de sa
température. On parle de source thermique.
Source thermique
Il s’agit d’une source lumineuse émettant de la lumière par chauffage d’un corps
(ex : filament d’une ampoule dans les lampes à incandescence).
Le spectre d’une source thermique est un spectre continu.
Spectre continu
C’est un spectre contenant toutes les longueurs d’onde. Dans le visible, c’est un
spectre comportant toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Une lampe à incandescence
produit un tel spectre.
La distribution spectrale d’une source thermique est celle d’un « corps noir ». Un
corps noir est le cas idéal d’un corps en équilibre constant avec son propre rayonnement,
si bien que sa température est constante. Pour assurer cet équilibre, il absorbe à toutes
les longueurs d’onde la lumière qu’il produit et la réémet. Sa distribution d’énergie a
été calculée par Planck en 1900. La nature fournit de nombreux exemples de sources
dont le rayonnement est approximativement un rayonnement de corps noir (four, lampe
à incandescence, soleil, corps animal ou humain, et même l’Univers).
Corps noir
Un corps solide porté à incandescence émet un rayonnement possédant toutes les
longueurs d’onde dont l’énergie se répartit suivant une courbe de Planck (Fig. 15.1)
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“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 312 — #322
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15.2 SPECTRES DES SOURCES LUMINEUSES
On distingue deux grandes catégories de sources lumineuses en fonction de la nature
de leur émission : les sources thermiques (lampes à incandescence, lampes halogènes)
et les sources luminescentes (diodes électroluminescentes, lampes spectrales, néons,
ampoules basse consommation). Ces sources ont des spectres de nature et d’allure très
différentes.
Spectre et spectroscopie
Un spectre est la répartition d’énergie rayonnée en fonction de la fréquence (ou
de la longueur d’onde). L’étude des spectres lumineux renseigne sur les propriétés
chimiques des corps. La spectroscopie, c’est-à-dire l’étude des spectres, est utilisée dans différents domaines du spectre électromagnétique et dans de nombreux
domaines de la physique ou de la médecine.
15.2.1 Sources thermiques – Modèle du corps noir
Un corps chauffé rayonne de la lumière. La couleur du corps chauffé dépend de sa
température. On parle de source thermique.
Source thermique
Il s’agit d’une source lumineuse émettant de la lumière par chauffage d’un corps
(ex : filament d’une ampoule dans les lampes à incandescence).
Le spectre d’une source thermique est un spectre continu.
Spectre continu
C’est un spectre contenant toutes les longueurs d’onde. Dans le visible, c’est un
spectre comportant toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Une lampe à incandescence
produit un tel spectre.
La distribution spectrale d’une source thermique est celle d’un « corps noir ». Un
corps noir est le cas idéal d’un corps en équilibre constant avec son propre rayonnement,
si bien que sa température est constante. Pour assurer cet équilibre, il absorbe à toutes
les longueurs d’onde la lumière qu’il produit et la réémet. Sa distribution d’énergie a
été calculée par Planck en 1900. La nature fournit de nombreux exemples de sources
dont le rayonnement est approximativement un rayonnement de corps noir (four, lampe
à incandescence, soleil, corps animal ou humain, et même l’Univers).
Corps noir
Un corps solide porté à incandescence émet un rayonnement possédant toutes les
longueurs d’onde dont l’énergie se répartit suivant une courbe de Planck (Fig. 15.1)
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