Laboratoire de Physique

L’analyse spectrale.

1) Introduction

L’analyse spectrale consiste en la mesure du spectre (de la longueur d’onde et de l’intensité des différentes composantes) de la lumière émise par une source (lampe, arc électrique, étoile,…) .

2) Notions théoriques

2.1) Les différentes sortes de spectres :

- Les spectres continus : contiennent toutes les longueurs d’onde comprises entre certaines limites ; ex : lumière émise par le soleil.

- Les spectres discontinus : composés d’un certain nombre de longueurs d’onde bien distinctes ; ex : lumière émise par un arc électrique entre 2 électrodes métalliques.

2.2) Le spectromètre :

Le spectromètre est un appareil qui permet de séparer les différentes composantes de la lumière, cela peut se faire au moyen d’un réseau ou d’un prisme.

Le réseau

Un réseau est une plaque métallique polie, sur laquelle on a gravé un grand nombre de traits équidistants. Le réseau fonctionne par réflexion.

Pour obtenir un maximum d’intensité, il faut que la différence de chemin entre les ondes soit égale à un multiple de la longueur d’onde :

AD – BC = mλ

sin θ + sin i = m[pic]

Pouvoir dispersif du réseau : ∆λ/∆θ= [pic]

Le Prisme

Le prisme fonctionne par réfraction.

Longueur d’onde de la lumière émise pour une transition du niveau i vers le niveau f :

|λif [pic] |

|Ei - Ef[pic] |

• m0 (masse de l’électron) = 9,108 10-31 kg ± 0,0005.10-31

• e (charge de l'électron) = 1,602 10-19 C ± 0,0005.10-19

• ε0 (permittivité du vide) = 8,854 10-12 C/Vm ± 0,0005.10-12

• h (constante de Planck) = 6,622 10-34 Js ± 0,0005.10-34

• c (vitesse de la lumière) = 3 108 m/s ± 0,5.108

• ni(f) est le nombre quantique principal (par exemple pour la transition 3 ( 2, ni = 3 et nf = 2).

3) Manipulations