Spectres et composition chimique du Soleil

CEA

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Publié le - Mis à jour le 03-05-2017

Qu'est-ce que la spectroscopie ?

C'est une méthode qui est à l’origine de l’essentiel de nos connaissances sur le Soleil. Grâce aux travaux d’Isaac Newton, nous savons que la lumière qui nous parait blanche, est composée de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Deux siècles plus tard, l’invention de la spectroscopie permet d’obtenir des informations sur une source grâce à la décomposition de sa lumière. Cette méthode est à l’origine de l’essentiel de nos connaissances sur le soleil

Envoyons la lumière d’une lampe à incandescence sur un prisme. Celui-ci décompose la lumière blanche de la lampe et forme son spectre sur l’écran. Ce spectre, appelé spectre continu, est produit par les corps solides ou liquides portés à incandescence ou encore par les gaz à très haute pression et hautes températures. Si la lampe à incandescence est remplacée par un gaz sous faible pression excité par une décharge électrique, le spectre obtenu est alors formé de raies colorées sur fond noir. C’est un spectre d’émission caractéristique de l’élément chimique constituant le gaz.

Si maintenant nous interposons ce même gaz entre une lampe à incandescence et un prisme, nous obtenons le même spectre mais inversé c’est-à-dire constitué de raies sombres sur un fond coloré. Les raies sombres sont à la même position que les raies colorées du spectre d’émission. Elles sont caractéristiques du gaz absorbant.

Analysons maintenant la lumière qui nous vient du Soleil. À première vue, il s’agit d’un spectre continu mais une observation plus fine nous montre qu’en réalité son spectre est constitué de centaines de raies sombres. La présence de ces raies sombres, appelées également raies de Fraunhofer, pourrait être due à l’absorption des gaz composant notre atmosphère…
Y a-t-il un moyen de prouver ou d’infirmer cette hypothèse ?

Lorsque le Soleil est au zénith, ses rayons lumineux traversent moins d’atmosphère que lorsqu’il est à l’horizon. On s’attend donc à ce que les raies d’absorption du spectre solaire au zénith soient moins intenses qu’à l’horizon…

Réalisateur : Com Ci/Com ca

Auteur : CEA / Réseau Canopé

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