13 • Absorption atomique et émission de flamme
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de mercure sont présentes sur le parcours optique, il y a absorption des radiations précisément émises par la lampe, ce qui conduit à une diminution de la lumière transmise, en
relation avec la concentration en mercure.
collimateur
objectif
projection des spectres
sur un écran
spectre
continu
lumineux
système dispersif
Na
Na
spectre
de raies
lumineuses
(Na)
spectre continu
avec des raies
sombres (Na)
fente
1
2
3
+
Figure 13.1 Expérience du « renversement des raies », de Kirchhoff.
Le schéma conventionnel du montage optique (collimateur, objectif) a été simplifié pour
plus de clarté.
Cette expérience traduit l’existence d’états d’énergie potentielle parfaitement définis pour
tout atome et qui dépendent de sa configuration électronique. Lorsqu’un atome à l’état libre
est porté à température élevée ou irradié avec une source lumineuse du domaine du proche
U V /Visible, on favorise le passage d’un de ses électrons externes, de l’état fondamental
où il se trouve normalement, à un état excité. Ce transfert correspond à une absorption
d’énergie. Inversement, lorsque l’atome revient spontanément à son état fondamental, il peut
ré-émettre cet excédent d’énergie sous forme d’un ou plusieurs photons. Dans l’expérience
précédemment décrite, la flamme provoque les transitions les plus probables de l’atome de
sodium (fig. 13.2).
La loi de répartition de Maxwell-Boltzmann permet de calculer l’effet de la température
sur chaque transition. En désignant par N 0 le nombre d’atomes à l’état fondamental et par
N e celui à l’état excité, on a :
N e
N 0
= g · exp
−
DE
kT
(13.1)
T température absolue en kelvins
g rapport des poids statistiques des états e et 0 de l’élément considéré (nombre entier)
DE écart d’énergie (joules) entre les deux populations concernées e et 0.
k constante de Boltzmann (k = R/N = 1,38 × 10
−23 J/K)
Si DE est exprimé en eV et non en joules, la relation 13.1 devient :
N e
N 0
= g · exp
−11 600
DE
T
(13.2)
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
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de mercure sont présentes sur le parcours optique, il y a absorption des radiations précisément émises par la lampe, ce qui conduit à une diminution de la lumière transmise, en
relation avec la concentration en mercure.
collimateur
objectif
projection des spectres
sur un écran
spectre
continu
lumineux
système dispersif
Na
Na
spectre
de raies
lumineuses
(Na)
spectre continu
avec des raies
sombres (Na)
fente
1
2
3
+
Figure 13.1 Expérience du « renversement des raies », de Kirchhoff.
Le schéma conventionnel du montage optique (collimateur, objectif) a été simplifié pour
plus de clarté.
Cette expérience traduit l’existence d’états d’énergie potentielle parfaitement définis pour
tout atome et qui dépendent de sa configuration électronique. Lorsqu’un atome à l’état libre
est porté à température élevée ou irradié avec une source lumineuse du domaine du proche
U V /Visible, on favorise le passage d’un de ses électrons externes, de l’état fondamental
où il se trouve normalement, à un état excité. Ce transfert correspond à une absorption
d’énergie. Inversement, lorsque l’atome revient spontanément à son état fondamental, il peut
ré-émettre cet excédent d’énergie sous forme d’un ou plusieurs photons. Dans l’expérience
précédemment décrite, la flamme provoque les transitions les plus probables de l’atome de
sodium (fig. 13.2).
La loi de répartition de Maxwell-Boltzmann permet de calculer l’effet de la température
sur chaque transition. En désignant par N 0 le nombre d’atomes à l’état fondamental et par
N e celui à l’état excité, on a :
N e
N 0
= g · exp
−
DE
kT
(13.1)
T température absolue en kelvins
g rapport des poids statistiques des états e et 0 de l’élément considéré (nombre entier)
DE écart d’énergie (joules) entre les deux populations concernées e et 0.
k constante de Boltzmann (k = R/N = 1,38 × 10
−23 J/K)
Si DE est exprimé en eV et non en joules, la relation 13.1 devient :
N e
N 0
= g · exp
−11 600
DE
T
(13.2)
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit