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Raie spectrale,
Spectre de raies. - Lorsqu'on disperse un rayonnement lumineux pour
former un spectre*, on constate dans de nombreux
cas (notamment lorsqu'il s'agit de rayonnements astronomiques) que des
radiations, correspondant à certaines longueurs d'ondes ou fréquences
sont plus faible, voire absentes, et que d'autres en revanche sont très
intenses. Cela se traduit sur le spectre sous forme de raies sombres (raies
en absorption) ou brillantes (raies en émission) respectivement.
Les conditions de température et
de pression, ainsi que la présence ou non de champs magnétiques
et électriques influent sur les caractéristiques d'un tel
spectre. Certaines raies peuvent être plus ou moins larges, plus
ou moins floues, elles sont parfois dédoublées. Mais ce qui
le paramètre fondamental est la composition chimique du gaz impliqué.
La succession de ces raies forment des ensembles ou systèmes qui
sont d'abord caractéristiques des éléments
chimiques responsables de l'émission (ou de l'absorption) des
radiations concernées. Et c'est donc seulement secondairement que
l'intensité de ces raies, leur largeur, etc., informent sur les
conditions physiques qui dans lesquelles se trouvent ces éléments.
Les spectres
en émission*. - Un spectre en émission correspond
à un système de raies brillantes apparaissant dans le spectre
de la lumière, d'un atome, d'une molécule,
ou plus généralement d'un gaz dilué,
porté la plupart du temps à haute température. Dans
le cas des étoiles très chaudes, ces raies brillantes se
superposent au spectre continu. Elles traduisent normalement l'émission
du gaz très chaud situé qui constitue la couronne
de l'étoile. Les spectres en émission sont cependant plus
fréquents dans les régions chaudes du
milieu interstellaire : ils caractérisent la lumière
émise par les nébuleuses brillantes.
La couleur rougeâtre qu'elles affectent souvent étant due
à l'émission de l'hydrogène qu'elles renferment
en abondance. On notera qu'il existe aussi des raies d'émission
en provenance de gaz très froids, et qui s'observent dès
lors dans les domaines micro-onde et radio. C'est le cas de l'émission
à 21 cm de longueur d'onde par les atomes d'hydrogène dispersés
dans des nuages froids du milieu interstellaire.
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Les spectres en
absorption. - On parle de spectre en absorption*
pour définir un spectre composite, formé d'un spectre
de raie sombres qui se détachent sur le fond fond brillant d'un
spectre continu. La composante continue peut provenir de n'importe quelle
source située en arrière plan. Dans le cas des étoiles,
c'est la région profonde de leur photosphère. La composante
discrète est, pour sa part, causée par l'interposition de
gaz entre la source du fond continu et l'observateur. Ce pourra être
le gaz des couches supérieures d'une atmosphère stellaire
( L'atmosphère
du Soleil), mais aussi un nuage de gaz interstellaire sans rapport
avec l'étoile, ou même l'air de notre atmosphère.
Dans tous les cas, les particules du gaz interposé interceptent
et absorbent plus ou moins complètement les radiations qui les traversent
à des longueurs d'ondes bien définies. Ces radiations sont
donc atténuées ou même complètement absentes
de la composante continue du spectre. Comme dans le cas des spectres en
émission, le système de raies, distribué dans les
deux cas de la même façon, constitue une sorte de code-barre
qui caractérise les atomes intercepteurs (leur nature d'abord, puis
les conditions physiques dans lesquelles ils se trouvent).
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