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II. Les appareils de spectroscopie
Les spectroscopes utilisés au niveau des classes sont des appareils relativement simples. En effet, les seuls instruments nécessaires sont une source lumineuse, un prisme de verre ainsi qu'une surface sur laquelle vient se projeter le spectre de la source lumineuse. La lumière passe par une fente placée au foyer d'une lentille, il sort de celle-ci un faisceau parallèle qui tombe sur un prisme réglé au minimum de déviation pour les radiations moyennes. Une autre lentille forme dans son plan le spectre de la source lumineuse. S'il manque dans la lumière un certain nombre de radiations, les endroits correspondants restent sombres et l'on peut voir des raies obscures, ces raies s'appellent les raies de Fraunhofer. Si la lumière ne comprend que des longueurs d'ondes discrètes on voit dans les positions correspondantes, des raies, les raies spectrales. Ces raies spectrales sont chacune associées en fonction de leur longueur d'onde à une entité chimique. Ces correspondances sont récapitulées dans le tableau ci-dessous.
II. Les appareils de spectroscopie
Il existe deux sortes de spectroscopes, un à prisme et l'autre à réseau.
Le spectroscope à prisme fut inventé en 1859 par Gustav Kirchhoff, qui l'utilisa en analyse chimique. Cet appareil comporte une fente, qui laisse passer la lumière provenant d'une source exterieure, un groupe de lentilles, un prisme et un oculaire. La lumière traverse d'abord un collimateur, qui permet d'obtenir un faisceau de rayons parallèles, puis le prisme. L'image de la fente est enfin focalisée dans l'oculaire. Si la source lumineuse exterieure est une source de lumière blanche, on observe alors une série de bandes de différentes couleurs, qui résultent de la dispersion de la lumière par le prisme. Si l'on place la substance à analyser juste avant le système dispersif, on remarque dans le viseur une série de raies noires qui correspondent aux longueurs d'onde absorbées par l'échantillon.
L' autre type de spectroscope d'utilisation courante est le spectroscope à réseau de diffraction, qui fut mis au point en 1814 par le physicien Joseph von Fraunhofer. La dispersion de la lumière est réalisée dans ce cas par un réseau de diffraction et non par un prisme. Ce réseau est constitué d'un miroir en verre ou en métal, sur lequel ont été gravées un grand nombre de lignes parallèles. L'emploi d'un miroir concave qui focalise alors la lumière évite de munir le spectroscope de lentilles. Un spectroscope à réseau est plus détaillé qu'un spectroscope à prisme, car un réseau possède un pouvoir dispersif bien plus important.
Le spectrographe est un spectroscope dont le viseur est remplacé par un appareil photographique. Il n'est pas nécessaire d'employer la photographie couleur pour distinguer les raies sur le spectre car leurs longueurs d'ondes peuvent être calculées d'après leurs positions sur le film. Les spectrographes classiques sont utilisés dans les domaines du visible et de l'ultraviolet, et jusqu'a 1200 nm dans l'infrarouge, on remplace le verre des lentilles et des prismes, qui ne laisse pas passer de telles radiations du quartz, de la fluorite, de la sylvine ou encore du sel gemme. L'utilisation d'émulsions photographiques spéciales permet alors d'étudier des régions spectrales de longueurs inférieures à 60 nm dans l'ultraviolet et au-delà de 0,01 cm dans l'infrarouge.
Les
éléments suivants sont situés dans le spectre visible.
Ag, Al,
Au, C, Ca, Cd, Co, Cr, Cs, Cu, Fe, H, He, Hg, K
Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ne, Ni, Pb, Pt, Rb Si, Sn, Ti, Zn
| 795.0 Rb 781.1 Rb 769.0 K 766.5 K 728.1 He 724.5 Ne 706.5 He 703.2 Ne 697.3 Cs 599.1 Hg |
584.5 Pt,Cs 583.7 Au 583.2 K 581.2 K 580.4 Ne 580.2 K 579.9 Sn 579.2 Mo 579.0 Hg 578.2 Cu,K 577.0 Hg 576.4 Ne 576.2 Fe 575.1 Mo 573.8 Ne 572.5 Au 572.3 Al 571.9 Ni 571.6 Ni 571.4 Fe 570.8 Fe 570.0 Cu 569.6 Al 569.5 Ni 568.8 Na,Mo 568.3 Na 568.1 Ni 565.8 Fe 565.6 Au 564.8 Rb 564.1 Co 562.4 Fe 561.4 Fe 560.8 Pb 560.1 Fe 559.5 Hg 559.4 Ca,Fe 559.3 Al 558.9 Ca 558.6 Fe 557.1 Fe 556.3 Sn 554.7 Pb 553.2 Mo 552.8 Mg 551.6 Mn 550.8 Ni 550.6 Mo 550.1 Cs 549.5 Fe 548.3 Co 547.7 Ni 547.6 Pt 546.5 Ag 546.1 Cs,Hg 545.5 Fe 545.3 Co 544.4 Co,Fe 542.9 Rb 542.0 Mn 541.3 Mn 540.5 Fe 540.1 Ne 539.3 Mn 539.2 Fe 539.0 Pt 538.2 Fe 537.9 Ca 527.7 Mn 537.3 Pb 537.0 Fe 536.9 Co 536.8 Pt 535.9 Mn 535.8 Ne 535.4 K 535.3 Co 535.0 Ti 534.1 Ne,Mn 534.0 Fe,Co 533.8 Cd 533.5 K 533.1 Sn,Ne 532.6 Fe 530.8 Zn 530.2 Fe,Pt 529.2 Cu 528.3 Fe 528.0 Co 527.0 Ca 526.6 Fe 526.3 Ca 525.9 Rb 525.4 Mn |
524.8 Fe 523.4 Co,Mn 523.2 Fe 523.0 Au 522.7 Pt 521.8 Cu 521.2 Co 521.0 Fe 520.9 Ag 520.8 Cr 520.6 Cr 520.2 Co 520.1 Pb 519.5 Mn 519.4 Rb,Co 519.2 Fe 518.9 Ca 518.3 Mg 518.0 Fe 517.6 Ni 517.5 Co 517.2 Mg 516.8 Ni,Fe 516.7 Mg 516.1 Rb 515.6 Ni 515.4 Co 515.3 Cu 515.0 Fe 514.3 Ni 513.9 Fe 512.0 CO 511.5 Ni 410.9 Fe 510.6 Cu 510.0 Ni 509.9 Fe 508.5 Rb 508.1 Ni 506.9 Fe 506.4 Au 506.0 Pt 505.7 Al 504.8 Fe 504.6 Pb 504.2 Ca 503.9 Fe 503.5 Ni 502.1 Rb 501.7 Ni 500.5 Pb 500.4 Fe 498.5 Fe |
470.3 Mg 468.0 Zn 467.8 Cd 466.9 Ag 466.3 Al 465.1 Cu 464.7 Ni 463.0 Zn 460.2 Li 458.6 Ca 458.1 Co 455.5 Cs 455.3 Ag 453.3 Co 453.1 Fe 453.0 Al 452.5 Sn 452.4 Pt 451.1 Al 450.2 Mn 450.1 Pt 448.8 Au 448.3 Mg 447.3 Ag 447.1 Ni,He 446.1 Ni 445.5 Ca 445.2 V 444.2 Pt 443.6 Mn 443.5 Ca 442.5 Ca 441.5 Fe 441.3 Cd 440.8 V 440.4 Fe 440.1 Ni 438.9 V 438.4 V 438.3 Fe 437.9 V 437.2 Co 435.8 Hg 434.7 Hg 434.0 H 433.9 Hg 432.7 Pt 432.5 Fe 431.8 Ca 430.7 Ca 430.2 K 429.0 Cr 428.3 K 428.3 K 428.1 Mn 427.8 Mo 427.4 Cr 427.1 Fe 426.7 C 426.6 Mn 426.1 Mn 426.0 Fe 425.4 Cr 425.1 Fe 424.6 Pb 423.6 Fe 423.5 Mn 422.7 Ca 422.6 Fe 421.6 Rb 421.2 Ag 420.2 Rb 419.1 Pb 415.4 Fe 414.3 Fe 413.4 Fe 411.9 Co 411.1 V 410.2 H 408.4 Mn 407.8 Hg 407.1 Fe 406.3 Fe 405.8 Pb 405.5 Mn 404.7 Hg 404.5 Fe 404.4 K 404.1 Mn 402.6 He 399.8 Co |
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