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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