Spectres d'émission et d'absorption

Trois grandes familles de spectres

Quand on décompose une lumière avec un prisme ou un réseau, on observe l'un de ces trois types de spectres :

Type de spectre	Source typique	Aspect
Continu	Solide, liquide ou gaz dense chauffé (filament, lave)	Toutes les couleurs se succèdent sans coupure
De raies d'émission	Gaz chaud à basse pression (lampe à vapeur de sodium, tube néon)	Quelques raies colorées isolées sur fond noir
De raies d'absorption	Lumière blanche traversant un gaz plus froid	Spectre continu barré de raies noires

D'où viennent les raies ?

Chaque atome ou ion ne peut absorber ou émettre de la lumière qu'à des longueurs d'onde bien précises, qui dépendent de sa structure électronique. Un atome excité retombe à un niveau d'énergie plus bas en émettant un photon de longueur d'onde caractéristique : cela produit une raie d'émission. À l'inverse, si de la lumière blanche traverse un gaz plus froid, les atomes de ce gaz absorbent précisément ces mêmes longueurs d'onde, ce qui crée des raies noires (d'absorption) à la même position dans le spectre.

Une signature unique

Les longueurs d'onde des raies (d'émission ou d'absorption) forment une sorte de carte d'identité de chaque élément chimique : deux éléments différents (par exemple l'hydrogène et le sodium) n'ont jamais exactement les mêmes raies.

Piège classique

Ne dites pas que le spectre continu n'a pas de raies parce qu'il n'y a pas de gaz : c'est plutôt que dans un solide ou un gaz sous forte pression, les niveaux d'énergie des atomes sont tellement perturbés par les interactions entre particules que toutes les longueurs d'onde deviennent possibles, d'où l'absence de raies isolées.