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Spectre de raies d'émission
Deuxième loi de Kirchhoff: un gaz chaud, à basse pression (bien
moins que la pression atmosphérique), émet un rayonnement
uniquement pour certaines couleurs bien spécifiques: le spectre
de ce gaz présente des raies d'émission sur un fond noir.
Dans un gaz ne contenant qu'une sorte d'atome et à très basse
température, les électrons sont tous à leur niveau de stabilité. Au fur et à
mesure que la température augmente, les atomes gagnent de l'énergie
cinétique et entrent en collision entre eux, provoquant la transition des
électrons vers des niveaux d'énergie plus élevés, prédéfinis par le type
d'atome. Quand les électrons reviennent à leur état stable, ils émettent
des photons à autant de longueurs d'ondes correspondant aux différences
d'énergie existant dans ce type d'atome. Avec l'émission de ces photons,
le gaz va devenir lumineux à ces longueurs d'ondes de transition
d'énergie.
A température modérée, seul le premier niveau d'énergie est
vraiment visible et le spectre ne montre qu'une seule raie d'émission. A
plus haute température, plus de transitions sont possibles et le spectres
montre plus de raies d'émission, caractéristiques du type d'atome qui
compose le gaz.
Spectre de raies d'absorption
Troisième loi de Kirchhoff: un gaz, à basse pression et à basse
température, s'il est situé entre un observateur et une source de
rayonnement continu, absorbe certaines couleurs, produisant des
raies qui apparaissent en absorption, superposées à un spectre
continu. Ces raies en absorption se retrouvent aux mêmes
longueurs d'onde que celles émises lorsque le gaz était chaud.
Une source de lumière à spectre continu (un corps noir lumineux!)
contient des photons de toutes longueurs d'ondes, de toutes énergies.
Pour qu'un électron transite d'un niveau stable à un niveau excité, il est
nécessaire que l'atome absorbe un photon dont l'énergie corresponde
rigoureusement à la différence d'énergie entre ces deux niveaux, stable
et excité. A l'inverse, lorsque l'électron redescend à un niveau stable, il
émet un photon d'énergie égale à la différence d'énergie entre ces deux
niveaux. Chaque élément chimique a ses niveaux d'énergie, qui lui sont
Lhires Lite – User Manual DC0005C
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