TP  "LES  SPECTRES  LUMINEUX"

 

I. Réaliser un spectre lumineux avec un prisme:

 

Recommandations:  Manipuler le prisme avec précaution.

 

Expérience:

A l'aide d'une lampe alimentée par un générateur, d'une fente, du prisme, réaliser le montage qui permet d'obtenir un spectre bien visible sur la feuille de compte rendu.

 

Questions:

1. Faire un schéma de l’expérience réalisée vue de dessus.

2. Reproduire le spectre obtenu sur la feuille de compte rendu. Le décrire.

 

II. Suivre l'évolution du spectre lumineux avec la température:

 

Remarque: Un réseau, comme un prisme, disperse la lumière et permet de réaliser un spectre.

Nous allons utiliser un spectroscope qui contient un réseau pour observer la lumière émise par un filament d'une lampe à incandescence quand sa température varie.

 

Protocole:

 

 

                              

* Déplacer le curseur C de la résistance variable (ou rhéostat) de manière à ce que la lampe brille d'abord très faiblement puis, de plus en plus fortement jusqu'à sa luminosité maximale.

Noter les indications de l'ampèremètre.

* Puis, répéter la même opération en regardant la lampe à travers le réseau. Bien observer.

 

Questions:

1. Donner le nom de chaque appareil du montage électrique.

2. Après avoir relevé les indications de l'ampèremètre, dire quel est le rôle de la résistance variable dans ce circuit.

3. Rappeler comment varie la température du filament de la lampe lorsque l'intensité du courant augmente ?

4. Quelles radiations monochromatiques (ou couleurs) apparaissent progressivement, dans le spectre observé à travers le réseau, lorsque la température du filament de la lampe augmente ?

 

III. Observer les spectres d'émission d'un gaz excité:

 

Remarque: Le chimiste allemand BUNSEN (célèbre pour le bec de gaz qui porte son nom) introduisit divers composés chimiques dans la flamme pour constater que sa couleur changeait selon la nature du composé.

De la même manière, une lampe spectrale sous tension, contenant un élément chimique à l'état gazeux, émet une lumière particulière que vous observerez à travers un réseau.

 

Recommandation:

* Ne pas regarder directement la lumière émise par la lampe spectrale.

Protocole:

* Observer la lumière émise par une lampe spectrale à sodium à travers un spectroscope à réseau.

* Faire tourner le réseau et rechercher la position permettant d'obtenir un spectre de qualité.

 

Questions:

1. Reproduire le spectre obtenu. Le décrire. Quel nom lui donne-t-on ?

2. Comparer le spectre du sodium Na au spectre d'un autre élément chimique que vous choisirez dans le "poster de spectres" mis à votre disposition dans la salle de classe.

    Ces spectres d'émission dépendent-ils de l'élément chimique utilisé ?

 

IV. Observer le spectre d'absorption d'une solution colorée:

 

Protocole:

Un récipient contenant une solution violette de permanganate de potassium est disposé sur une fente placé sur un rétroprojecteur.

La source de lumière est la lampe du rétroprojecteur.

Un système dispersif permet d'observer des spectres sur un écran.

 

Questions:

1. On obtient deux spectres sur l'écran (celui du haut et celui du bas). Les identifier et leur donner un nom. Les reproduire. Les décrire.

2. En utilisant le "poster des spectres" mis à votre disposition dans la classe, pourquoi peut-on dire que le spectre d'absorption du permanganate de potassium est un spectre de bandes ?

3. Peut-on expliquer la couleur de la solution d'après son spectre d'absorption ?

 

En conclusion:

4. Nommer les deux systèmes dispersifs que l'on peut utiliser pour obtenir des spectres lumineux.

5. Donner la définition générale d'un spectre lumineux.

 

Documents :

 

Spectre de la lumière blanche obtenu avec un prisme :

 

 

  

Specres d’émission du filament d’une lampe lorsque celle-ci éclaire faiblement, puis moyennement, puis fortement :

 

 

 

Spectre d’absorption de la lumière blanche par le permanganate de potassium :

 

 

                

Spectre d’absorption de la lumière blanche par le sulfate de cuivre :

 

 

Spectre d’émission d’une lampe à vapeur de mercure :

 

                    

 

 

 

                                                                          

 

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