Introduction
La spectroscopie, ou spectrométrie, est l'étude expérimentale du spectre d'un phénomène physique.
Spectroscopie
Définition
On parle de spectroscopie, ou de spectrométrie, pour désigner l'étude expérimentale du spectre d'un phénomène physique, c'est-à-dire de sa décomposition sur une échelle d'énergie, ou toute autre grandeur se ramenant à une énergie (fréquence, longueur d'onde etc.). Historiquement, ce terme s'appliquait à la décomposition, par exemple par un prisme, de la lumière visible émise (spectrométrie d'émission) ou absorbée (spectrométrie d'absorption) par l'objet à étudier. Aujourd'hui, ce principe est décliné en une multitude de techniques expérimentales spécialisées qui trouvent des applications dans quasiment tous les domaines de la physique au sens large : astronomie, biophysique, chimie, physique atomique, physique des plasmas, physique nucléaire, physique du solide, mécanique, acoustique etc. On analyse par spectroscopie non seulement la lumière visible, mais aussi le rayonnement électromagnétique dans toutes les gammes de fréquences, les ondes élastiques comme le son ou les ondes sismiques, ou encore des particules ou des masses.
De manière générale, l'instrument de mesure permettant d'obtenir un spectre est appelé spectromètre ou spectroscope. Le suffixe « -scopie » fait référence à l'observation visuelle, par exemple l'impression sur un film photographique, la projection sur un écran ou bien l'utilisation d'une lunette d'observation. Le suffixe « -métrie » fait référence à l'enregistrement d'un signal par un appareil (table traçante ou enregistrement électronique).
Techniques de spectroscopie électromagnétique par domaine de longueur d'onde
Spectroscopie infrarouge
Dans le domaine de l'infrarouge :
- Spectroscopie proche infrarouge
- Spectroscopie vibrationnelle, Spectroscopie rotationnelle
Spectroscopie visible et ultraviolet
Dans les domaines visible et ultraviolet :
- Spectroscopie ultraviolet-visible
- Spectroscopie de fluorescence
- Spectrofluorimètre
- Spectrophotométrie
- Spectrométrie Raman et hyper-Raman
- Spectroscopie Brillouin
- Spectroscopie de corrélation de fluorescence
Spectroscopie X
Dans le domaine des rayons X :
- Spectrométrie d'absorption des rayons X
- EXAFS, XANES
- Spectrométrie de fluorescence X
- Spectrométrie de fluorescence X en réflexion totale
- Microsonde de Castaing
Spectroscopie gamma
Dans le domaine des rayons gamma, voir l'article consacré à la spectrométrie gamma.
Autres techniques de spectroscopie
Spectrométrie de masse
- Spectrométrie de masse à ionisation secondaire
- Spectromètre de masse à attachement d'ions
Spectrométrie électronique
- Spectrométrie Auger
- Spectrométrie de perte d'énergie des électrons (EELS)
- Spectroscopie des pertes d'énergie
- Spectrométrie photoélectronique UV
- Spectrométrie photoélectronique X
Spectroscopie de résonance
Autres
- Spectroscopie diélectrique
- Spectromètre
- Spectrométrie de mobilité ionique
- Ion scattering spectroscopy
- Spectroscopie de rétrodiffusion de Rutherford
- Spectroscopie d'impédance électrochimique
- Spectroscopie à écho de spin
- Spectroscopie de résonance acoustique
La spectroscopie en astronomie
La spectroscopie est une technique largement utilisée en astronomie, essentiellement dans l'UV, l'optique et l'infrarouge. On distingue:
- la spectroscopie longue-fente qui utilise les premiers ordres de diffraction et est utilisée généralement pour la spectroscopie d'un seul objet à la fois ;
- la spectroscopie échelle qui utilise les ordres élevés de diffraction et qui permet d'atteindre de très hautes résolutions spectrales ;
- la spectroscopie multi-objets qui est dédiée à la spectroscopie simultanée de plusieurs objets à la fois, soit grâce à des masques, soit grâce à des fibres optiques.