Rappels de spectroscopie

Spectre d’émission - Considérons un nuage chaud et ténu d’hydrogène. Les atomes entrent en collision entre eux, et l’énergie des collisions peut transférer un électron vers un niveau d’énergie supérieur. En retombant l’électron émet un ou plusieurs photons de longueur d’onde propre à l’hydrogène. Dans le domaine visible, le résultat sera un spectre appelé spectre d'émission, car on y voit des raies d’émission.

Spectre thermalisé ou du corps noir - Contrairement au nuage ténu, un corps noir a une densité élevée. Avant de sortir du corps noir les photons créés par les atomes subissent de multiples collisions avec ceux-ci. Ceci a pour effet de redistribuer les photons sur toutes les longueurs d’ondes, donnant ainsi la distribution du corps noir. Lorsqu’on analyse le spectre d’un corps noir on obtient une bande continue de lumière allant du rouge au violet : c’est un spectre continu. Tous les objects en équilibre thermique, c’est à dire caractérisés par une température propre (comme les étoiles), ont une émission voisine de celle d’un corp noir.

Spectre en absorption - Il existe une troisième classe de spectres : les spectres d’absorption. Un spectre d’absorption se forme lorsqu’un faisceau de lumière continue passe par un nuage ténu et froid. Seuls les photons correspondant aux transitions permises sont absorbés par les atomes du nuage puis réémis dans diverses directions. On obtient un spectre continu (corps noir) avec des raies noires correspondant aux absorptions. Le spectre de la lumière solaire est un exemple de spectre d’ émission. Les raies d’absorption se forment quand la lumière du soleil passe les couches ténues de l’atmosphère solaire. On peut ainsi déterminer la composition chimique de l’atmosphère du Soleil.