Raies de Fraunhofer

des cieux, c'est-à-dire l’optique. William Herschel découvre la lumière infrarouge (1800), William Hyde Wollaston les raies d’absorption dans le spectre de la lumière solaire (1802). Indépendamment de Wollaston, Joseph von Fraunhofer décrit les raies de Fraunhofer (1813) et, un an plus tard, invente le spectroscope. Grâce aux travaux de Kirchhoff et de Bunsen, l'existence de ces raies d'absorption recevront dès 1859 une interprétation physique qui est la base des méthodes de l’astrophysique. Carte

Chapitre 2 La lumière des étoiles Programme officiel Notions et contenus Les spectres d’émission et d’absorption : spectres continus d’origine thermique, spectres de raies. Compétences attendues Savoir qu’un corps chaud émet un rayonnement continu, dont les propriétés dépendent de la température. Raies d’émission ou d’absorption d’un atome ou d’un ion. Caractérisation d’une radiation par sa longueur d’onde. Repérer, par sa longueur d’onde dans un spectre d’émission ou d’absorption

d’onde ou de la fréquence. On distingue 3 types de spectres : - Les spectres continus, pour lesquels il existe un « signal » pour chaque longueur d’onde (ou fréquence). Ex. Gauche de la figure 1.2. - Les spectres discontinus, ou spectres de raies, ou encore spectres discrets, qui ne disposent d’un signal que pour certaines fréquences (longueurs d’onde) Gillet Steve, D.Sc. -2- La spectrométrie. spécifiques, caractéristique de la matière irradiante ou irradiée. Ex. Milieu de la figure

spectre d’absorption, il correspond au spectre b . 6 Le spectre 1 est un spectre de raies d’émission. Le spectre 2 est un spectre de raies d’absorption. Le spectre 3 est un spectre continu d’émission. © Hachette Livre, 2010 — Physique Chimie 2de, Livre du professeur. 7 1. Les raies noires du spectre correspondent aux radiations absorbées par le lithium. 2. Le spectre d’émission est un spectre de raies colorées sur fond noir. 385 420 455 490 525 560 595 630 665

^tre la raie principale du sodium. En 1817, Fraunhofer, encore trµs jeune, ra±ne ces e e mesures et observe les raies \de Balmer" du spectre de l'hydrogµne (l'appellation Balmer est beaucoup e plus r¶cente comme on le verra). Il invente peu aprµs le r¶seau de di®raction et l'histoire de la spece e e troscopie de pr¶cision commence. Il mesure avec grand soin (et avec une pr¶cision de l'ordre de 10¡4 ) e e la position des raies de Balmer. La nature de ces raies reste toutefois trµs controvers¶e. En parallµle

la photographie (avec les daguerréotypes au départ), et la spectroscopie (avec notamment le spectre de Fraunhofer), qui permet la décomposition de la lumière. On constate alors que ces spectres ne sont composés que de raies, et pas d'un rayonnement continu. On identifia alors des éléments caractéristiques, d'abord dans les flammes puis avec la lumière du soleil. On découvre alors de nouvelles raies dans le spectre du soleil jamais observées sur terre, élément que l'on appellera hélium en rapport avec

tirée du Young, page 1146.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Molécule 60 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Formation des raies spectrales par un prisme. (Figure tirée du Hecht, page 1103.) . Partie visible du spectre de l’hydrogène et dénomination des différentes raies. (Figure tirée du Eisberg et Resnick, page 107.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schéma expérimental de l’expérience de Franck-Hertz et courbe courant-voltage

 Laplace  en  fait  partie.  Grâce  à  Lavoisier  Laplace,   Buffon  en  biologie,  on  attribue  cette  période  de  1850  et  on  l’arrête  à  la  révolution  française.     Fraunhofer,  premier  spectre  d’absorption  du  soleil  en  1814,    pdt  plus  d’un  siècle  après  Newton  :  on   observe  aux  4  coins  du  monde  pour  vérifier  les  lois

si`cle. A ce titre, le physicien allemand a e e e Fraunhoffer peut ˆtre consid´r´ comme un des pr´curseurs de la d´marche astrophysique : e ee e e il eut l’id´e en 1824 de d´composer la lumi`re solaire (comme le ferait un arc-en-ciel) e e e et d´couvrit des couleurs manquantes, c’est-`-dire des raies sombres striant le spectre e a color´. L’explication de ce ph´nom`ne est dˆe aux physiciens allemands Kirchoff et Bunsen e e e u qui comprirent que ces raies sombres correspondaient ` la pr´sence de certains

premi`re moiti´ du XIXe si`cle, c’est la spectroscopie qui prit la rel`ve dans la deuxi`me moiti´. e e e e e e C’est en 1814 que Joseph Fraunhofer (1787/1826), un fabricant de lentilles bavarois, d´couvrit e des raies dans la lumi`re d´compos´e par un prisme. Il observa des raies jaunes dans le spectre e e e de la lumi`re produite par une lampe ` gaz et des raies sombres dans le spectre de la lumi`re e a e 156 9. La structure de la mati`re e Tableau 9.1 Le tableau p´riodique de Mend´le¨