SPECTRE LUMINEUX

Vers 1666, Isaac Newton (1642-1727) a montré que la lumière blanche était formée de toutes les couleurs.  Elle est polychromatique (plusieurs couleurs).

Cette figure montre les raies d'absorption obtenues à partir d'un gaz formé uniquement d'hydrogène.

Cette figure montre les raies produites par le chauffage d'un gaz formé uniquement d'hydrogène. 

En 1814,  le physicien allemand Joseph von Fraunhofer (1787-1826) met en évidence les raies spectrales solaires, sans en expliquer l'origine.

Cette méthode d'analyse des éléments chimiques fut développée entre 1859 et 1862 par Gustav Kirchhoff (1824-1887) et Robert Bunsen (1811-1899).

Ils ont découvert que chacun des éléments chimiques avait ses propres raies spectrales, un peu comme des empreintes digitales. 

Bunsen            Kirchhoff

En analysant le spectre solaire (raies de Fraunhofer), Bunsen et Kirchhoff ont établi que le Soleil contenait  de l'hydrogène et une certaine quantité d'autres éléments chimiques. 

Le 18 août 1968, au cours d'une éclipse de Soleil, le français Jules Janssen (1824-1907) a mis en évidence la présence d'une raie ne correspondant à aucune des raies observées sur Terre.

L'anglais Joseph Norman Lockyer (1936-1920) en a déduit la présence sur le Soleil d'un élément inconnu sur Terre.  À partir du nom grec du Soleil (Helios), il a nommé cet élément hélium.  Par la suite, on a découvert que l'hélium existait également sur Terre, mais en petite quantité (...un gaz rare).

Janssen        Lockyer

Selon le modèle atomique de Bohr, les électrons sont dans un état stationnaire sur des niveaux bien précis autour du noyau des atomes. 

On peut faire passer un électron d'un niveau inférieur à un niveau supérieur en lui fournissant la quantité d'énergie correspondant à la différence entre les deux niveaux.  Inversement, lorsqu'un électron passe d'un niveau supérieur à un niveau inférieur, il émet une radiation dont l'énergie correspond à la différence entre les deux niveaux impliquée.

Le rayon se dirigeant vers les vapeurs de sodium (C) frappe un atome, permettant à un électron de monter à un niveau supérieur.  L'énergie utilisée a une valeur précise.  Cette valeur est enlevée du rayon et lorsque le rayon arrive à (E), il manque une couleur précise.  Cela donne le spectre d'absorption. 

Aussitôt après être passé à un niveau supérieur, l'électron (C) retombe sur son niveau de départ et émet alors une radiation dont l'énergie correspond à la différence entre les deux niveaux.  Cependant, cette radiation part dans une autre direction (D).  Ça permet d'obtenir un spectre d'émission.