Spectromètre - Définition

Spectroscopes

Des spectromètres connus sous le nom de spectroscopes sont utilisés dans l'analyse spectroscopique pour identifier les matériaux. Les spectroscopes sont souvent utilisés en astronomie et dans quelques branches de la chimie. Les premiers spectroscopes étaient simplement constitués d'un prisme avec des repères marquant les longueurs d'onde de la lumière. Les spectroscopes modernes, tels que des monochromateurs, emploient généralement un réseau de diffraction, une fente mobile, et un détecteur photoélectrique. Le tout est automatisé et commandé par un ordinateur. Le spectroscope a été inventé par Gustav Kirchhoff et Robert Wilhelm Bunsen.

Quand une matière est portée à incandescence, elle émet une lumière qui est caractéristique des constituants atomiques de cette matière. La lumière émise par un atome excité est constituée de différentes longueurs d'onde très spécifiques que l'on peut considérer comme l'empreinte digitale de l'atome. Par exemple, le sodium a une double bande jaune très caractéristique connue sous le nom de D-lignes de sodium à 588.9950 et 589.5924 nanomètres : cette couleur est bien connue de ceux qui ont déjà observé une lampe à vapeur de sodium à basse pression.

Dans les spectroscopes du début du XIXe siècle, la lumière entrait par une fente et une lentille de diffraction transformait la lumière en fins rayons lumineux parallèles. La lumière traversait ensuite un prisme (dans des spectroscopes portatifs, habituellement un prisme d'Amici) qui réfractait le faisceau lumineux en un spectre. Cette image était alors regardée dans un tube avec une échelle qui permettait de mesurer l'image spectrale transposée.

Avec le développement du film photographique, un spectrographe plus précis fut inventé. Il était basé sur le même principe que le spectroscope, mais comportait un appareil photographique au lieu du tube de visionnement. Ces dernières années, des circuits électroniques montés autour du tube de photomultiplicateur ont remplacé l'appareil-photo, permettant l'analyse spectrographique en temps réel avec une précision bien plus élevée. Des rangées de photodétecteurs sont également utilisés à la place du film dans des systèmes spectrographiques. Une telle analyse spectrale, ou spectroscopie, est devenue un outil scientifique important pour analyser la composition d'une matière inconnue, pour étudier des phénomènes astronomiques et confronter les théories astronomiques.