Les spectres - Sciences réseau

Les spectres
1. Les spectres d’émission
a. Les spectres d’émission thermique
b. Les spectres d’émission d’entité chimiques
13 P242 (analyse du gaz d’une ampoule)
2. Les spectres d’absorption
a. Absorption par une solution colorée : le permanganate de potassium
b. Spectre présentant des raies d’absorption
10 P241 (identification d’une entité)
3. Spectre de la lumière du soleil
Activité 1
Comparaison entre le spectre d’absorption du sodium et le spectre du soleil
En comparant les spectre on identifie les éléments du soleil
Spectre du soleil
a. Loi de Wien
Activité 2
Répartition de l’énergie lumineuse dans le spectre d’une source chaude
températureTen K
λmax en µm
T*λmax en µm.T
4000
0,72
2880
5000
0,6
3000
6000
0,48
2880
On peut conclure que
T* λmax = 2900 K.µm
b. Mesure da la température d’une source lumineuse
Mesurer la température d’une ampoule
c. Application : la lampe à sodium et économie d’énergie
Activité 3 lampes et économie d'énergie.doc
7000
0,4
2800
d. Réchauffement planétaire et spectroscopie
Activité 4 réchauffement.doc
e. preuve de l’effet de serre
Activité 5
Les spectres :
Les limites des longueurs d'ondes (en nm) des couleurs du spectre d'une lumière blanche sont les
suivantes :
violet
bleu
vert
jaune
orange
Rouge
400-424 424-491 491-575 575-585 585-647 647-700
Longueurs d'ondes (en nm) de quelques raies émises par différents éléments chimiques à l'état
gazeux :
nom
symbole
longueurs d'onde (nm)
Hydrogène
H
397 ; 410 ; 434 ; 486 ; 656
Hélium
He
447 ; 471 ; 492 ; 501 ; 587 ; 668
mercure
Hg
432 ; 547 ; 575 ; 580 ; 670 ; 690
néon
Ne
439 ; 443 ; 585 ; 597 ; 618 ; 640
1. Identification d'un gaz : un laboratoire possède diverses lampes qui contiennent des
vapeurs de gaz. Il est possible de réaliser le spectre d'émission de raie du gaz enfermé dans
l'ampoule à l'aide du dispositif ci-dessous :
- Quel dispositif faut-il placer entre la fente et l'écran pour observer le spectre du gaz
enfermé dans l'ampoule ?
- Un professeur, suite à une maladresse, a renversé de l'encre sur l'étiquette collée sur
l'ampoule. La nature du gaz était représentée par son symbole chimique qui est
partiellement masqué par la tache d'encre. Le spectre observé sur l'écran a permis d'obtenir
le document suivant :
Donner les longueurs d'ondes des différentes raies du spectre puis indiquer la couleur de
chacune. En déduire la nature du gaz enfermé dans l'ampoule.
2. Etude d'un filtre : dans ce laboratoire on dispose d'un filtre en gélatine coloré. Le graphe
ci-contre donne la courbe représentant la lumière transmise (c'est-à-dire non absorbée) par
ce filtre en fonction de la longueur d'onde de la radiation qui le traverse.
Donner l'intervalle des longueurs d'ondes des radiations que laisse passer ce filtre. En
déduire la couleur du filtre s'il est éclairé en lumière blanche.
3. Utilisation du filtre : on interpose le filtre précédent entre l'écran et la fente du montage
représenté ci-dessus. Dessiner puis qualifier le spectre observé sur l'écran.
corrigé
Disposer un réseau entre la fente et l'écran pour observer le spectre du gaz enfermé dans
l'ampoule.
Longueurs d'ondes des différentes raies du spectre :
405 nm : violet ; 435 nm : bleu ; 548 nm : vert ; 575 et 580 nm : jaune ; 670 et 690 nm : rouge
Le gaz est de la vapeur de mercure.
Intervalle des longueurs d'ondes des radiations que laisse passer ce filtre : [525 nm ; 575 nm ]
Ce filtre transmet le vert ; la couleur du filtre, éclairé en lumière blanche, est verte : il absorbe le
magenta, mélange du rouge et du bleu, couleur complémentaire du vert.
On interpose le filtre précédent entre l'écran et la fente du montage représenté ci-dessus : seules
les radiations dont les longueurs d'onde sont comprises entre [525 nm ; 575 nm ] sont transmises ,
les autres sont absorbées.
Il s'agit d'un spectre de raies