Questionnement sur le spectre IR et le spectrophotomètre.

[hbx360]

Bonjour,

J'ai quelques questionnement sur le spectre IR et le spectrophotomètre :

- quand le spectrophotomètre envoi une radiation électromagnétique est-ce qu'il envoi (je suppose à la vitesse de la lumière) 4000 nombres d'ondes simultanément ?
- quand on parle de nombre d'onde au cm moins 1 qu'est-ce que ça veut dire ? Est-ce une surface ? C'est à dire que les 4000 ondes sont envoyé sur une surface de 1cm² ? que représente physiquement ce cm moins 1 ? Est-ce juste une bande très fine qui fait 1 cm de long et qui reçois les 4000 ondes ?
- Quand les ondes frappent les liaisons ont est bien d'accord que ce sont les électrons sur la dernière couche de valence?
- Les électrons qui formant les liaisons absorbes les ondes ce qui à pour effet de les agités, ces ondes ne sont pas renvoyé c'est bien ça ?

Merci.
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[gts2]

quand le spectrophotomètre envoi une radiation électromagnétique est-ce qu'il envoi (je suppose à la vitesse de la lumière) 4000 nombres d'ondes simultanément ?

On est ici dans le domaine continu (Dans le visible, cela revient à l'émission d'une lumière blanche). Ce n'est pas l'émission de , , ... ((domaine des entiers) mais l'émission de , domaine des réels.

quand on parle de nombre d'onde au cm moins 1 qu'est-ce que ça veut dire ? Est-ce une surface ? C'est à dire que les 4000 ondes sont envoyé sur une surface de 1cm² ? que représente physiquement ce cm moins 1 ? Est-ce juste une bande très fine qui fait 1 cm de long et qui reçois les 4000 ondes ?

[gts2]

quand on parle de nombre d'onde au cm moins 1 qu'est-ce que ça veut dire ? Est-ce une surface ? C'est à dire que les 4000 ondes sont envoyé sur une surface de 1cm² ? que représente physiquement ce cm moins 1 ? Est-ce juste une bande très fine qui fait 1 cm de long et qui reçois les 4000 ondes ?

C'est juste une définition , et la longueur d'onde a une définition/interprétation simple : c'est la période spatiale.
a l'avantage d'être reliée linéairement à l'énergie par et , donc à un coefficient près, l'axe des abscisses du spectre est l'énergie de la liaison.

[gts2]

Pour faire une analogie, si vous êtes habitué aux grandeurs temporelles, est l'équivalent de la période, est l'équivalent de la fréquence et l'équivalent de la pulsation.

[A voir en vidéo sur Futura]

[hbx360]

Merci pour ta réponse.

Une autre question quand sur un spectre on lit :

à 3400 cm moins 1 une transmittance de 70%, est-ce que sa veut dire que sur 3400 ondes envoyé il y en à 70% qui n'ont pas été absorbé et donc que seulement 30% des 3400 ondes soit 1020 ondes ont été absorbé ?

[gts2]

à 3400 cm moins 1 une transmittance de 70%, est-ce que sa veut dire que sur 3400 ondes envoyé il y en à 70% qui n'ont pas été absorbé et donc que seulement 30% des 3400 ondes soit 1020 ondes ont été absorbé ?

3400 est une valeur réelle (pas entière, cela peut être 3400,2) qui signifie
L'intensité émise est elle aussi continue, disons (n'importe quoi au hasard) I₀=0,00125689 mW/m², les 70% signifie que l'on mesure en sortie I=0,7*I₀.
Il n'y a pas de rapport (simple/immédiat) entre I et

Remarque : si on descend en terme d'interprétation au niveau particulaire, on a bien sûr des photons discrets dont l'absorption permet le changement de niveau de la molécule.
Mais 3400 photons IR pendant une seconde dans une cellule de spectro de qqs cm², cela ferait une intensité très faible, et il n'y a pas de lien (simple/immédiat) entre le nombre de photons émis et la longueur d'onde.

[hbx360]

D'accord merci pour ta réponse.

[gts2]

Je pense que vous êtes piégé par le vocabulaire, nombre d'onde en cm c'est le nombre de longueur d'onde dans un cm.
Comme la fréquence est le nombre de "coups" par seconde, donc discret. Avec un fréquencemètre usuel, qui compte, donc en nombre entier, si vous mesurez 50 coups en une seconde, vous direz 50 Hz, mais si vous recommencez pendant 10s et que vous comptez 502, vous direz sans problème 50,2 Hz. Le premier 50 Hz (entier) vient de la limitation due à durée de la mesure.
On change un peu la définition en nombre de périodes par seconde, il y a pendant 1s 50 périodes + 20% d'une période, soit 50,2 Hz.

[hbx360]

Super merci pour tes explication.
Oui je pense aussi que le vocabulaire me piège c'est vraiment pas évident comme ça à comprendre.
Sur web-science par exemple la définition est : on appelle nombre d’onde l’inverse σ de la longueur d’onde. Bin pour moi sa me parle pas vraiment je pense être quelqu'un qui comprends plus de façon visuel que abstraite.

Heureusement qu'il y a des gens sympa qui peuvent aider à mieux comprendre sur les forums.

[hbx360]

J'ai trouvé une autre définition du nombre de longueur d'onde sur http://www.formules-physique.com/categorie/858

1.le NOMBRE d'onde est la quantité d'ondes incluses dans une longueur d’onde donnée.
Donc c'est aussi un nombre d'oscillations / unité de longueur

Cette définition me parle mieux mais c'est pas évident malgré tout à ce représenter ça d'une façon concrète.

[gts2]

"Le NOMBRE d'onde est la quantité d'ondes incluses dans une longueur d’onde donnée."

Ne veut pas dire grand chose, pour ne pas dire plus.

Sur le même site "le vecteur d’onde a pour valeur numérique le NOMBRE d’onde (qui est sa norme)", formulation un peu bizarre, mais qui en oubliant celle-ci, est fausse :

Donc site peu fiable.

"nombre d'oscillations / unité de longueur" OK

"Cette définition me parle mieux mais c'est pas évident malgré tout à ce représenter ça d'une façon concrète."

Vous allez en bord de mer sur une jetée perpendiculaire au bord du rivage, et vous comptez le nombre de crêtes de vague sur la longueur de la jetée, vous aurez le nombre d'onde de la houle avec comme unité de longueur, la longueur de la jetée.

[RomVi]

Bonjour

Je suppose que tu es familier avec la notion de vitesse en km/h : En 1 heure on parcours une certaine distance en km.
Pour des raisons de commodité, par exemple pour exprimer la vitesse d'une limace, on pourrait utiliser l'inverse : Un nombre d'heure pour parcourir 1 km.

Ici le raisonnement est identique. Il est plus commode d'utiliser l'inverse de la fréquence pour les raisons évoquées par gts2

[hbx360]

D'accord merci bien à tout les 2 pour vos explication.

[hbx360]

Autre question :
- quand on regarde un spectre on vois sur les abscisses 4000 cm moins 1 etc. Est-ce que sa veut dire que les scientifiques ont envoyés sur chaque solution quand ils ont fait leurs essais une 1er fois 4000 ondes puis 3800 etc. ? Ce qui à permis de représenter les caractéristiques pour chaque solution sur un spectre.

En espérant avoir été assez claire.

[gts2]

Encore une fois le nombre d'onde varie de manière continue, est une courbe, pas une suite de points (bien qu'évidemment si les données sont numérisées, il y aura un nombre discret de valeurs).

D'autre part n'est pas un nombre d'ondes, au sens d'un comptage et même si c'est comme cela qu'on l'appelle !
On dit plutôt : on sélectionne

La lampe d'un spectro est une lampe "blanche" qui envoie toutes les longueurs d'onde. Le tri se fait a posteriori, soit avec un "filtrage" qui ne retient qu'une bande autour du sigma courant que l'on fait varier pour tracer la courbe, soit avec une transformée de Fourier, mais là c'est peut-être difficile à expliquer en une phrase.
Par ex. IR, même si c'est ancien (2002 !).

[hbx360]

Ok merci pour ta réponse.

[choom]

Bonjour hbx360.
Juste pour le cas où...pardonne moi si je me trompe, mais est-ce que ton questionnement n’aurait pas à voir avec la compréhension de la signification de la notation utilisant l’exposant négatif ?
Comme dans ?
...qui signifie ici «*par cm*», tout comme 10 km/h pourrait se noter

Bien cordialement,
choom.

[hbx360]

Salut choom, oui effectivement la notation en exposant m'avait induit en erreur. Après en regardant mes cours sur la fréquence j'ai vu la formule et c'est là que j'ai percuté.

Désolé mais je trouve que les explications des cours ne sont pas assez approfondie sur ces questionnements.
J'ai quand même encore du mal à bien comprendre au niveau quantique comment sa fonctionne.
Il me faudrait en prof. particulier mais c'est pas possible (financièrement), je suis en autodidacte.

Voilà ce que j'ai compris (par rapport à ce que vous m'avez dit) si vous pouvez me dire si c'est exacte ou pas éventuellement (mais j'ai quand même des doutes que ce soit ça) :



@gts2 : tu as déjà répondu à mes questions, j'ai bien compris l'image de la jetée, mais désolé si j'en rajoute car comme dit plus haut c'est pas évident pour moi de matérialisé l'image de la jetée et ce qui se passe concrètement dans le spectrophotomètre.

De plus si on reste dans le spectre de la lumière blanche on se retrouve avec des longueurs d'onde entre 400nm et 800nm donc impossible de mettre dans 1 cm 4000 ondes (ou longueur d'onde). Je trouve pour 400 nm sur 1 cm 25000 ondes (crêtes) et pour 800 : 12500.

[gts2]

Pour ce qui est de votre schéma, la source n'est pas un laser, il faut une source "blanche" pour pouvoir tracer un spectre.

D'autre part, le nombre d'onde est sous-entendu dans le vide , et votre solution ce n'est pas le vide, donc la longueur d'onde a changé .

Je reviens sur lumière "blanche", les guillemets avaient une signification, donc précisons : lumière "blanche"=l'équivalent de la lumière blanche dans l'IR, donc une lampe émettant de manière continue entre disons 4000 et 1000 cm^-1.

Pour ce qui se passe "concrètement" dans un spectro, je ne suis pas sûr que la notion de nombre d'onde soit utile.
L'interprétation la plus "simple" est en terme de photon, l'absorption d'un photon fait passer la molécule d'un état de vibration à un autre. Et donc la détection d'une absorption pour , signifie qu'il existe dans la molécule des niveaux de vibration avec un écart d'énergie de

[hbx360]

Merci pour ton aide. Est-ce que c'est juste de dire que 1 photon = 1 nombre d'onde ? Si oui est-ce que sa veut dire que la molécule absorbe 3000 photons en même temps ?

[gts2]

La relation entre la description en terme de photons et en terme d'ondes électromagnétiques est (très) compliqué. Le seul lien simple est la fréquence (la valeur de la ).
Il vaut mieux considérer que l'on a deux descriptions différentes et en rester là.

Lors d'une transition électronique, vibrationnelle ... un photon est absorbé ou émis.

Je crois qu'il ne faut pas vous focaliser sur le nombre d'onde : la longueur d'onde, période spatiale, est facile à se représenter, le nombre d'onde est simplement l'inverse.

[hbx360]

Merci pour ta réponse.

[moco]

Bonjour,
Un photon n'a rien à voir avec le nombre d'onde.
Le nombre d'onde est le nombre de fois qu'on peut mettre une longueur d'onde de la lumière dans un centimètre. Et c'est indépendant de l'intensité de la lumière, donc du nombre de photons.
Par exemple, une lumière bleu-verte a une longueur d'onde de 500 nm. 500 nm c'est 0.5 micron. Dans un centimètre il y a 10 millimètres, et 10'000 microns, et 20'000 fois la longueur d'onde de la lumière verte. Donc la lumière bleu-vert dont je parlais a un nombre d'ondes de "20'000 ondes par centimètre", ce qu'on écrit 20'000 cm^-1.
Si maintenant tu as une lampe verte très lumineuse, elle émettra un grand nombre de photos par seconde, mais ils auront tous le même nombre d'onde

[hbx360]

@moco, super merci pour ta réponse qui est vraiment très claire et concrète c'est ce que j'attendais, ce qui résout mon incompréhension de ce fameux nombre d'onde que je n'arrivais pas à retranscrire physiquement. Donc sa avait bien un sens au niveau atomique, ce n'était pas juste une figure de style ; le nombre d'onde représente bien quelque chose au niveau quantique.

[gts2]

Le nombre d'onde représente bien quelque chose au niveau quantique.

Le nombre d'onde ne représente rien au niveau quantique.

@moco dit explicitement "Un photon n'a rien à voir avec le nombre d'onde".

[hbx360]

Ok je me suis mal exprimé, je voulais dire que ça représente bien quelque chose de concrets.