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La spectroscopie

Publié le 18/03/2012

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La spectroscopie est une méthode qui permet de détecter la présence de différents composants chimiques dans un objet, en analysant la lumière qu'il émet lorsqu'il a été porté à des températures élevées. Cette idée n'est pas neuve, et la technique de base avait déjà vu le jour, en 1861, quand le physicien allemand Gustave Kirchhoff analysa la lumière solaire pour découvrir la présence dans le Soleil de nombreux éléments connus. Le spectroscope le plus simple est une boîte pourvue d'une fente étroite au travers de laquelle peut passer la lumière. Le rayon lumineux qui y pénètre frappe alors un prisme en verre poli de très grande qualité. En gros, la lumière est constituée d'un certain nombre de longueurs d'ondes qui sont chacune réîractées par le prisme dans des proport~ons légèrement différentes....

« sons d'atomes de différents éléments) par les groupes de lignes spectrales qu'ils produisent.

La spectroscopie est un outil important pour l'étude de la structure interne des atontes et des molécules.

Au début du XXe siècle, c'est en grande partie grâce aux identifica­ tions spectroscopiques que l'on put vérifier les premières théories modernes sur la structure atomique.

Au­ jourd'hui, les mécanismes qui président à l'émission par les atomes d'une lumière de longueurs d'ondes caracté­ ristiques sont bien compris.

Une analyse détaillée des mo­ difications d'un spectre, causées peut-être par des champs électriques ou magnétiques puissants, peut four­ nir aux chercheurs des indices importants sur les modifi­ cations physiques correspondantes subies par les atomes et les molécules.

L'utilisation la plus courante de la spectroscopie porte sur l'analyse de substances inconnues et la détermination de leur composition.

Dans la plupart des cas, le spectre indicateur est produit par le rayonnement lumineux que provoque l'échauffement de la substance inconnue ou la vaporisation d'un petit échantillon dans une flamme ou un arc électrique.

Les techniques modernes ont atteint un tel degré de précision que les traces d'un élément n'en­ trant dans l'échantillon que pour quelques millionièmes peuvent être détectées.

L'invention du laser en 1960 a permis un des progrès les plus récents de la spectroscopie de haute précision.

Le la­ ser pouvant être concentré sur des cibles minuscules avec une intensité suffisante pour vaporiser minerais et mé­ taux, on l'utilise pour vaporiser des échantillons micro­ scopiques, de telle sorte que la lumière émise par ces substances puisse être analysée ensuite par spectroscopie.

Pour l'authentification des oeuvres d'art par exemple, ce procédé permet d'analyser la composition de la peinture recouvrant la toile que l'on suppose appartenir à un grand maître à partir d'un échantillon tellement petit qu'on peut l'enlever sans aucun dommage visible.

La détection de pigments trop modernes pour correspondre à la datation présumée a permis de démasquer de nom­ breuses contrefaçons, qui avaient pourtant pu tromper l'oeil vigilant des experts.

Dans le domaine de la criminologie, le savant allemand Anton Witte a perfectionné une technique similaire, qui demande un degré exceptionnel de précision dans la visée du faisceau laser.

La méthode de Witte consiste à réunir différentes couches de peinture dans des éclats minuscu­ les et à en vaporiser des quantités microscopiques grâce à Ci-dessus: Vue spectroscopique de la lumière stellaire.

Grâce à la spec­ troscopie , les astronomes peuvent recueillir des informations sur des étoiles situées à plusieurs milliards de kilomètres de la Terre.

Les étoiles ci-dessus/ont partie de la constellation du Taureau .

un réglage du faisceau laser, à ce point précis que les cou­ ches entourant la couche vaporisée ne sont pas affectées.

L'analyse spectroscopique de la lumière ne se limite pas aux éléments terrestres.

Les mêmes principes scientifiques peuvent également être appliqués si la lumière provient d'étoiles ou de galaxies éloignées.

Les astronomes modernes sont maintenant ca­ pables d'utiliser l'analyse spectroscopique de la lumière stellaire pour déterminer non seulement la composition chimique des étoiles mais aussi leurs températures et leurs degrés de stabilité.

Des découvertes très intéressantes ont pu être faites grâce aux observations astronomiques ef­ fectuées de cette façon .

A la fin des années soixante, la lumière émise par certains des nuages de poussière flottant dans l'espace intersidéral a révélé la présence de molécules organiques que l'on · rat­ tache à une étape très ancienne de l'évolution chimique des tissus vivants.

Des preuves de ce genre pourraient peut-être un jour ré­ véler l'existence d'une vie primitive extra-terrestre.. »

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