On observe ainsi qu’un son complexe est composé de différents signaux sinusoïdaux de différentes fréquences.
Doc. 1. Courbe u(t) = f(t) obtenue en frottant une corde d’un violon.
Courbe u(t) = f(t) obtenue en frottant une corde d’un violon.
À l’aide d’un microphone relié à un oscilloscope et à un ordinateur avec carte d’acquisition, il est facile d’obtenir une courbe u = f (t) qui permet d’observer l’évolution de l’amplitude du signal (tension u) au cours de l’émission du son étudié.On observe ainsi qu’un son complexe est composé de différents signaux sinusoïdaux de différentes fréquences.
À partir des données de cette courbe et à l’aide d’un logiciel d’analyse de spectre qui permet de calculer les différentes fréquences des signaux sinusoïdaux qui constituent le son complexe, on obtient le spectre de fréquence correspondant :
Doc. 2. Spectre de fréquence de la courbe du document 1.
Chapitre 4 :
LES SPECTRES LUMINEUX
La spectroscopie estl’étude et l’interprétation des spectres de rayonnements.
A – SPECTRES D’EMISSION
1-DEFINITION :
Unspectre d’émission est un spectre produit par la lumière directement émise parune source (lampe à incandescence, corps chauffé, lampe à vapeur de sodium…)
2– SPECTRE CONTINUD’EMISSION DE LA LUMIERE BLANCHE :
On réalise le montage dedécomposition de la lumière par un prisme et on fait varier la tension et doncla puissance reçue par la lampe. Noter vos observations et conclure : On observe un spectre continu d’émission qui s’enrichit enradiations violettes quand la température augmente.
Fortementchauffé, un corps émet un rayonnement d’origine thermique dont le spectre estcontinu. L’allure du spectre dépend de la température du corps. Plus latempérature est élevée, plus le rayonnement s’enrichit en radiations de courteslongueurs d’onde cad violet. Le spectre se prolongeau-delà du spectre visible, dans le domaine de l’infrarouge et del’ultraviolet.
3- SPECTRE DE RAIESD’EMISSION :
On analyse la lumièreémise par différentes lampes spectrales à l’aide d’un prisme à vision directe.
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3.1.Lampe à vapeur de Mercure :
On observeplusieurs raies discontinues cad séparées de noire : 1 raie jaune-orangée, 1 raieverte, 1 raie indigo et 1 raie violette.
3.2. Lampe à vapeur de Cadnium :
On observe plusieurs raies discontinues : 1 raie rouge, 1 raie verte,1 raie turquoise et 1 raie bleue.
3.3. Lampe à vapeur de :
On observeune seule raie jaune.
4- CONCLUSIONS :
Lesgaz portés à haute température émettent une lumière dont le spectre estdiscontinu : c’est un spectre de raies d’émission, constitué de raiescolorées sur fond noir.
B – SPECTRES D’ABSORPTION
1-DEFINITION :
Un spectre d’absorption estobtenu en analysant la lumière blanche qui a traversé une substance.
2-SPECTRE DE RAIES D’ABSORPTION D’UNGAZ : LE SODIUM
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- Quel est le spectre observé avant deplacer le sodium en combustion ? spectre continu
<![if !supportLists]>- <![endif]>Quelle modification observe-t-on lorsquel’on interpose la flamme jaune du sodium dans le faisceau de lumière blanche ? raie noire dans la partie jaune du spectre continu
<![if !supportLists]>- <![endif]>Comparer avec le spectre d’émission dusodium. Conclure.
Lorsqu’ungaz à basse température est traversé par de la lumière blanche, le spectre dela lumière obtenue est constitué de raies noires se détachant sur le fondcoloré du spectre de la lumière blanche : c’est un spectre de raiesd’absorption. Le gaz absorbe les radiations qu’il serait capable d’émettre s’ilétait chaud. Pour un même élément, les raies d’émission (dans le spectred’émission) et d’absorption (dans le spectre d’absorption) ont les mêmeslongueurs d’onde.
3-SPECTRE DE BANDES D’ABSORPTION D’UNE SOLUTION COLOREE :
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Quel est le spectreobservé avant de placer la cuve ? spectre continu
Quelle modificationobserve-t-on lorsque l’on interpose la cuve dans le faisceau de lumièreblanche? Bande noire dans la partie bleue-verte duspectre continu
Reprendre l’expérienceavec une solution de sulfate de cuivre ou de bichromate de potassium. Conclure.Bande noire dans la partie rouge et bande noire dansla partie bleue-violette
Lorsqu’unesolution colorée est traversée par de la lumière blanche, le spectre de lalumière obtenue présente des bandes noires sur le fond coloré du spectre de lalumière blanche : c’est un spectre de bandes d’absorption. Ce spectre estcaractéristique de la substance dissoute.n
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