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TP de seconde n°17 La décomposition de la lumière I. Les spectres d'émission 1- Dispositif expérimental Le faisceau lumineux issu de la source lumineuse (lampe) se propage jusqu’au système dispersif (qui décompose la lumière): le prisme ou le réseau. La figure observée sur l’écran s’appelle un spectre d'émission 2. Spectre d’émission d’un corps chaud. a) le corps chaud Les étoiles, les lampes à incandescence, sont des corps chauds qui émettent de la lumière du fait de leur température. Pour une lampe à incandescence, le corps chaud est le filament. Il est chauffé à cause du courant électrique qui le parcourt ; donc, si on augmente la tension électrique d’alimentation de la lampe, on augmente la température du filament. b) spectre de la lampe à incandescence On observe le spectre d'émission de la lampe à incandescence : 400 500 600 700 800 en nm Le spectre d'émission d’une lampe à incandescence est un spectre continu : on observe toutes les couleurs de l’arc en ciel les unes à la suite des autres. Lorsque la température diminue, les couleurs « s’éteignent » les unes après les autres, en commençant par les petites longueurs d’ondes. 3. Spectre d’émission d’un gaz. a) principe d’une lampe spectrale Un gaz chauffé à haute température émet de la lumière. (exemple : néons, lampe à vapeur de sodium, lampe à vapeur de mercure). b) spectre de la lampe spectrale On observe le spectre d'émission de la lampe à vapeur de mercure Nom du gaz chauffé : mercure Spectre observé : 400 500 600 700 800 en nm Le spectre d'une lampe spectrale est un spectre discontinu (spectre de raies): on observe quelques raies colorées sur fond noir. Un gaz chauffé émet un rayonnement discontinu qui ne comporte que quelques raies lumineuses. Ces radiations lumineuses sont caractérisées par leur longueur d’onde (notée ) en nm. Un élément chimique émet toujours les mêmes raies lumineuses : elles sont caractéristiques de l’élément chimique. Exemples de spectres de raies 4. Observation de quelques spectres A l’aide du spectroscope, observer les spectres de la lumière émise par le soleil (ne pas viser directement le soleil !) et par le néon de la salle. II. Les spectres d'absorption des gaz La source lumineuse est la lampe à incandescence. Sur le trajet de la lumière, entre la source lumineuse et le système dispersif, on intercale un récipient contenant le gaz étudié. Spectre d'émission de la lampe à vapeur de mercure (rappel) 400 500 600 700 800 en nm 400 500 600 700 800 en nm Spectre d’absorption du mercure gazeux Exemples de spectres d’émission et d’absorption Conclusion : Si la lumière émise par un corps chaud traverse des particules gazeuses, le spectre observé sera constitué d’un fond coloré continu sur lequel on verra des raies noires. Ces raies seront exactement aux longueurs d’onde caractéristiques du gaz traversé.