4.6 Vibrations d’une molécule diatomique
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La cellule doit posséder deux fenêtres transparentes dans le domaine spectral étudié. Elle doit naturellement être étanche, ce qui pose de nombreux problèmes techniques à hautes pression et température.
• Un monochromateur qui sélectionne d’étroites bandes spectrales du rayonnement après traversée de l’échantillon, et balaye de manière continue tout le domaine
spectral étudié.
Le monochromateur comporte des éléments dispersifs qui peuvent être des
prismes, des réseaux ou des combinaisons des deux. Pour l’infrarouge, les prismes
sont en chlorure de sodium, bromure de potassium ou de césium. Pour le visible, ils
sont en verre, et en quartz pour l’ultraviolet.
Dans des appareils simplifiés pour les contrôles industriels courants, le monochromateur est remplacé par une série de filtres interférentiels à bande étroite, de l’ordre
de 2 nm à 10 nm.
• Un système de détection du rayonnement issu de la fente de sortie du monochromateur, qui transforme ce rayonnement en courant électrique.
Dans l’infrarouge, il s’agit, par exemple, d’une cellule photorésistante ou d’une
pile thermoélectrique. Dans l’ultraviolet et le visible, on utilise des cellules photoémissives, des photopiles ou des photomultiplicateurs.
• Un système de mesure qui reçoit le courant délivré par le système de détection,
généralement après amplification.
La mesure peut être réalisée par un enregistreur analogique dont la plume est
commandée par le courant délivré par le système de détection. Un enregistrement
numérique des données spectrales est également devenu classique grâce aux microordinateurs.
On obtient ainsi le spectre d’absorption propre de l’échantillon étudié. C’est une
courbe où sont portés en abscisse les nombres d’ondes n, exprimés habituellement
en cm
−1 , et, en ordonnée, les intensités du rayonnement après absorption, en pourcentage par rapport à l’intensité de la source.
b) Spectrophotomètre à double faisceau
L’intensité de la source de rayonnement n’est pas identique pour chaque longueur
d’onde. Afin de comparer cette intensité à celle absorbée, on utilise deux faisceaux
issus de la même source dont l’un sert de référence et l’autre traverse l’échantillon,
ainsi que le montre la figure 4.4. Divers systèmes mécaniques ou électroniques permettent d’obtenir, pour toutes les longueurs d’onde, des mesures comparables.
Sur la figure 4.4, les trajets des faisceaux optiques sont représentés en traits pleins
alors que les liaisons électriques sont en traits pointillés.
Les flux de rayonnement issus de l’échantillon E et de la référence R sont modulés
à basse fréquence à l’aide d’une platine tournante P. La platine laisse passer par une
partie évidée le faisceau venant de l’échantillon, ce qui donne un premier signal ; elle
réfléchit ensuite une autre partie du faisceau issue de la référence, donnant un second
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La cellule doit posséder deux fenêtres transparentes dans le domaine spectral étudié. Elle doit naturellement être étanche, ce qui pose de nombreux problèmes techniques à hautes pression et température.
• Un monochromateur qui sélectionne d’étroites bandes spectrales du rayonnement après traversée de l’échantillon, et balaye de manière continue tout le domaine
spectral étudié.
Le monochromateur comporte des éléments dispersifs qui peuvent être des
prismes, des réseaux ou des combinaisons des deux. Pour l’infrarouge, les prismes
sont en chlorure de sodium, bromure de potassium ou de césium. Pour le visible, ils
sont en verre, et en quartz pour l’ultraviolet.
Dans des appareils simplifiés pour les contrôles industriels courants, le monochromateur est remplacé par une série de filtres interférentiels à bande étroite, de l’ordre
de 2 nm à 10 nm.
• Un système de détection du rayonnement issu de la fente de sortie du monochromateur, qui transforme ce rayonnement en courant électrique.
Dans l’infrarouge, il s’agit, par exemple, d’une cellule photorésistante ou d’une
pile thermoélectrique. Dans l’ultraviolet et le visible, on utilise des cellules photoémissives, des photopiles ou des photomultiplicateurs.
• Un système de mesure qui reçoit le courant délivré par le système de détection,
généralement après amplification.
La mesure peut être réalisée par un enregistreur analogique dont la plume est
commandée par le courant délivré par le système de détection. Un enregistrement
numérique des données spectrales est également devenu classique grâce aux microordinateurs.
On obtient ainsi le spectre d’absorption propre de l’échantillon étudié. C’est une
courbe où sont portés en abscisse les nombres d’ondes n, exprimés habituellement
en cm
−1 , et, en ordonnée, les intensités du rayonnement après absorption, en pourcentage par rapport à l’intensité de la source.
b) Spectrophotomètre à double faisceau
L’intensité de la source de rayonnement n’est pas identique pour chaque longueur
d’onde. Afin de comparer cette intensité à celle absorbée, on utilise deux faisceaux
issus de la même source dont l’un sert de référence et l’autre traverse l’échantillon,
ainsi que le montre la figure 4.4. Divers systèmes mécaniques ou électroniques permettent d’obtenir, pour toutes les longueurs d’onde, des mesures comparables.
Sur la figure 4.4, les trajets des faisceaux optiques sont représentés en traits pleins
alors que les liaisons électriques sont en traits pointillés.
Les flux de rayonnement issus de l’échantillon E et de la référence R sont modulés
à basse fréquence à l’aide d’une platine tournante P. La platine laisse passer par une
partie évidée le faisceau venant de l’échantillon, ce qui donne un premier signal ; elle
réfléchit ensuite une autre partie du faisceau issue de la référence, donnant un second