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Définition de spectre d'émission

Que signifie spectre d'émission ?

Définition spectre d'émission:

Un spectre d'émission est le spectre électromagnétique émis par des atomes, des molécules ou des matériaux sans émission de rayonnement électromagnétique de même fréquence. La contrepartie d'un spectre d'émission est l'absorption avec le spectre d'absorption. Tandis que des niveaux d'énergie discrets génèrent un spectre linéaire, les bandes d'énergie provoquent un spectre continu.

Le spectre d'émission du fer:
Spectre d'émission de l'élément fer (Fe)
Le spectre d'émission atomique d'un élément comme le fer (Fe) est un ensemble de fréquences d'ondes électromagnétiques émises par des atomes de cet élément, à l'état gazeux, lorsque de l'énergie lui est communiquée. Le spectre d'émission de chaque élément est unique et peut être utilisé pour déterminer si cet élément fait partie d'un composé inconnu. Le fait que seules quelques couleurs apparaissent dans les émissions atomiques des éléments signifie que seules certaines fréquences de la lumière sont émises.


Voir aussi le spectre d'action, le spectre lumineux et le spectre visible.


Spectre atomique:

Un spectre atomique est le spectre d'émission d'un seul atome isolé, c'est-à-dire l'intensité de la lumière qu'il émet (émise) en fonction de la longueur d'onde (ou de la fréquence). Les raies spectrales individuelles du spectre correspondent chacune à la différence d'énergie entre deux états différents de l'atome, qui peut être appliquée, par exemple, par une particule de lumière absorbée (photon), puis émise à nouveau sous la forme d'un autre photon, avec cette énergie. Cette différence d'énergie (ou dans le spectre, la ligne) est discrète et ne peut donc prendre aucune valeur. Ainsi, chaque atome - en fonction de sa configuration électronique spécifique - ne peut émettre que des photons de longueurs d'onde discrètes très spécifiques, caractéristiques des différents éléments chimiques.

Le spectre d'émission d'une lampe à fluorescence (figure 1):
Spectre d'émission d'une lampe à fluorescence
Deux représentations du spectre d'émission d'une lampe à fluorescence; les nombres indiquent la longueur d'onde (en nm) des raies spectrales du mercure. Les autres bandes ne portent pas de numéro: ce sont les émissions de phosphores excités par le rayonnement UV du plasma de mercure.

Le spectre d'émission d'une lampe à vapeur de mercure (figure 2):
Spectre d'émission d'une lampe à vapeur de mercure
Deux représentations du spectre d'une lampe à vapeur de mercure à basse pression.

En revanche, le fait que les "lignes" du spectre ("pics") soient exactement des courbes d'une certaine largeur repose sur des effets quantiques. Ainsi, une comparaison des deux images supérieures (1, 2) montre que les "raies" spectrales s'élargissent avec l'augmentation de la pression de gaz et que la largeur de ces "raies" peut s'élever si haut à très haute pression qu'on a pratiquement un continuum lumineux semblable à celui d'un rayonnement. Solide observé. La cause de cet effet est la fréquence croissante des perturbations mutuelles des atomes lors de leur collision avec une pression croissante. L'exemple de la raie spectrale à 491,6 nm montre clairement à quel point l'intensité relative de cette raie dépend de la pression de gaz respective.

Le spectre d'émission d'une lampe à vapeur de Cadmium (figure 3):
Spectre d'émission d'une lampe à vapeur de cadmium
Deux représentations du spectre d'émission d'une lampe à vapeur de cadmium.

Dans l'image inférieure (3), on reconnaît une autre caractéristique des raies spectrales pour l'élément cadmium.

Si, par l'absorption d'un photon, un électron est complètement détaché de son atome, cela s'appelle une ionisation de cet atome, pour lequel, en fonction de l'état initial de l'électron, une certaine énergie minimale est nécessaire. De plus, les approvisionnements en énergie au-delà de cette énergie minimale entraînent toujours une ionisation, ce qui explique pourquoi, contrairement à ce qui a déjà été dit, la poursuite est possible dans ce secteur de l'énergie. Le processus inverse, l'émission d'un photon lors du piégeage d'un électron par un ion positif, est appelé "recombinaison", dans laquelle, comme on vient de l'expliquer, peut également produire un rayonnement continu, appelé "continuum de frontière".


Spectre moléculaire:

À la suite d'un spectre, un spectre de molécules est égal au spectre atomique décrit. Cependant, les niveaux d'énergie sont généralement différents, de même que les lignes pertinentes dans l'infrarouge.


Spectre d'émission d'un matériau solide ou liquide:

Alors que le spectre d'émission de gaz dilués donne un spectre linéaire, les solides et les liquides chauds émettent un spectre continu, car les atomes individuels interagissent en outre, ce qui confond les états quantiques discrets. Un tel spectre continu peut être calculé en multipliant le spectre d'un radiateur à corps noir (loi de Planck du rayonnement) de la même température par le coefficient d'absorption du rayonnement électromagnétique de "l'objet" à la longueur d'onde respective.

Voir les synonymes de spectre d'émission.
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