SPECTROSCOPIE

Lorsqu'elle traverse les gouttes d'eau de la pluie, la lumière blanche du Soleil ou d'une lampe à incandescence se décompose en ses constituants colorés : c'est l'arc-en-ciel. Cet effet est dû à la réfraction, phénomène par lequel la lumière subit un changement de direction quand elle passe d'un milieu à un autre. La même décomposition s'observe lorsque la lumière traverse un prisme transparent dont l'indice de réfraction et par conséquent l'angle de réfraction dépendent de la couleur de la lumière. La spectroscopie est une technique d'analyse fondée sur ce phénomène. Elle constitue aussi un domaine de la physique fondamentale, qui a eu un impact considérable lors de la naissance de la physique moderne : compréhension de la structure de l'atome et élaboration de la mécanique quantique. De nos jours, c'est une méthode d'analyse très puissante qui a des applications dans de très nombreux domaines scientifiques et technologiques : industrie, environnement, approvisionnement en énergie, biologie et médecine, etc.

Du point de vue expérimental, la spectroscopie utilise des instruments qui permettent de disperser la lumière et, de manière générale, tous les rayonnements électromagnétiques. Ces appareils sont appelés spectroscopes quand ils permettent une observation visuelle directe, spectrographes quand la lumière dispersée est enregistrée par une plaque photographique, ou encore spectromètres quand ils permettent la mesure des longueurs d'onde. L'image donnée par le système dispersif constitue un spectre : c'est une représentation graphique de l'intensité lumineuse en fonction de la longueur d'onde. En effet, le rayonnement électromagnétique se caractérise par sa vitesse de propagation c, par sa fréquence ν ou nombre d'oscillations par seconde (unité : Hz ou s^—1), ou par sa longueur d'onde dans le vide. Cette longueur est la distance parcourue par l'onde pendant une oscillation : λ = c/nν (exprimée en nanomètres, 1 nm = 10^—9 m, ou en mètres suivant le domain [...]