Chapitre 15 • Spectroscopie optique
Spectre de raies (ou spectre discret)
C’est un spectre qui ne présente de l’énergie que dans des bandes étroites de longueur
d’onde appelées « raies spectrales ». Les longueurs d’onde associées à ces raies sont
caractéristiques des atomes qui les produisent. Les lampes spectrales produisent ce
type de spectres.
Pour comprendre l’émission de telles sources, il faut faire appel à la description de
l’atome par la mécanique quantique et à la notion de photon
Voir
chapitre 25
. Nous en rappelons ici
brièvement le principe.
État d’énergie
Les niveaux d’énergie dans lesquels un électron d’un atome peut se trouver sont
quantifiés, ils ont une énergie bien déterminée.
Excitation d’un atome
C’est le passage d’un électron d’un état d’énergie basse E 1 à un état d’énergie haute
E 2 . Il se fait lorsqu’un photon fournit son énergie à l’électron (Fig. 15.2).
Désexcitation d’un atome
Un atome excité n’est pas stable. Un électron au niveau E 2 retombe tout seul sur son
niveau de départ E 1 . L’électron perd une énergie DE = E 2 – E 1 qui est émise sous
la forme d’un photon de fréquence n telle que hn = E 2 − E 1 , où h est la constante
de Planck
Voir
chapitre 25
. L’énergie du photon est donc directement reliée à la structure atomique
de l’atome qui l’émet (Fig. 15.2).
Figure 15.2 Modèle quantique de l’atome
À gauche : excitation d’un atome ; à droite : désexcitation par émission d’un photon.
Le point représente un électron sur un état d’énergie de l’atome.
Spectre en émission
C’est le spectre de raies émis par désexcitation des atomes suivant le mécanisme
décrit plus haut.
Spectre en absorption
Un électron sur l’état d’énergie basse E 1 peut absorber des photons de longueur
d’onde égale à celle que l’atome peut émettre par désexcitation. Un spectre en
absorption est produit par des atomes absorbant un rayonnement dans des bandes
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“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 314 — #324
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Spectre de raies (ou spectre discret)
C’est un spectre qui ne présente de l’énergie que dans des bandes étroites de longueur
d’onde appelées « raies spectrales ». Les longueurs d’onde associées à ces raies sont
caractéristiques des atomes qui les produisent. Les lampes spectrales produisent ce
type de spectres.
Pour comprendre l’émission de telles sources, il faut faire appel à la description de
l’atome par la mécanique quantique et à la notion de photon
Voir
chapitre 25
. Nous en rappelons ici
brièvement le principe.
État d’énergie
Les niveaux d’énergie dans lesquels un électron d’un atome peut se trouver sont
quantifiés, ils ont une énergie bien déterminée.
Excitation d’un atome
C’est le passage d’un électron d’un état d’énergie basse E 1 à un état d’énergie haute
E 2 . Il se fait lorsqu’un photon fournit son énergie à l’électron (Fig. 15.2).
Désexcitation d’un atome
Un atome excité n’est pas stable. Un électron au niveau E 2 retombe tout seul sur son
niveau de départ E 1 . L’électron perd une énergie DE = E 2 – E 1 qui est émise sous
la forme d’un photon de fréquence n telle que hn = E 2 − E 1 , où h est la constante
de Planck
Voir
chapitre 25
. L’énergie du photon est donc directement reliée à la structure atomique
de l’atome qui l’émet (Fig. 15.2).
Figure 15.2 Modèle quantique de l’atome
À gauche : excitation d’un atome ; à droite : désexcitation par émission d’un photon.
Le point représente un électron sur un état d’énergie de l’atome.
Spectre en émission
C’est le spectre de raies émis par désexcitation des atomes suivant le mécanisme
décrit plus haut.
Spectre en absorption
Un électron sur l’état d’énergie basse E 1 peut absorber des photons de longueur
d’onde égale à celle que l’atome peut émettre par désexcitation. Un spectre en
absorption est produit par des atomes absorbant un rayonnement dans des bandes
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