Question sur la spectroscopie

[cosmoff]

bonjour à tous,

d'apres ce que j'ai compris sur la spectroscopie c'est qu'on peut modéliser les interactions dans l'atome entre les protons et les électrons comme des ressorts. et en fonction des caractéristiques de l'atome, chaque élément dans l'univers à une constante de raideur qui lui est propre.

A partir de la, si j'émet une onde avec une amplitude A en direction de mon atome, alors en fonction de la constante de raideur de mon atome et de la fréquence de mon onde, l'atome va me renvoyer une onde de meme fréquence mais avec une amplitude différente. En choisissant la bonne fréquence par rapport à l'atome je peux atteindre la fréquence de raisonnance ou l'amplitude émit par l'atome est maximale. En observant l'amplitude réémit par l'atome je peux déterminer de quel élément il s'agit.

C'est par cette méthode qu'on arrive a détecter de quelle matiere est fait tel ou tel objet ?

Merci d'avance pour vos éclaircissement.
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[XK150]

Bonjour ,

J'avoue ne pas comprendre de quelle méthode vous parlez . Spectrométrie de masse ,oui , par fluorescence X , oui , mais là ???
D'où tenez vous cette description ? De quelle méthode s'agit il ?
Bon , je ne prétends pas tout connaître non plus ...Je ne vois pas du tout la méthode physique appliquée .

[Deedee81]

Salut,

Idem Xk, je ne comprend pas du tout ce que c'est que cette méthode. Sinon :

C'est par cette méthode qu'on arrive a détecter de quelle matiere est fait tel ou tel objet ?

C'est beaucoup plus simple. On compare le spectre mesuré avec des spectres de références (pour les différents atomes, molécules,....).
Le plus souvent maintenant c'est même des logiciels entièrement automatisés qui font ce job.

[Sethy]

Merci d'avance pour vos éclaircissement.

C'est une vision très simplifiée, mais oui, c'est un peu l'idée.

Ce principe peut d'ailleurs être utilisé à plusieurs échelles différentes.

Si on prend de grosses molécules, on va pouvoir considérer les différentes parties qui les constituent comme des petites masses reliées par des petits ressorts. C'est typiquement la spectroscopie infra-rouge, qui donne accès à la détermination de groupement chimiques, comme un carbonyle, un ester;

Si on prend de plus petites molécules, ou des fragments de plus grosses et qu'on les soumets à des rayons plus énergétiques, comme les ultra-violets, on va être capable cette fois-ci d'exciter des liaisons chimiques entre deux atomes de la molécules. En raison de la nature quantique de la matière, il arrive parfois qu'on puisse exciter des électrons qui ne sont pas confinés entre deux atomes mais délocalisés sur 3, 4, 5, 10, ... atomes. Dans ce cas, c'est beaucoup plus facile et la transition n'a pas besoin de l'énergie des ultra-violets et elle se passe dans le visible.

Si la carotte nous apparaît orange, c'est à cause du carotène, dont la structure est visible ici https://fr.wikipedia.org/wiki/Carot%...a-carotene.png. Il est facile de voir l'alternance de doubles et de simples liaisons. Si on compte bien, il y a 22 atomes impliqués. Autrement dit, il y a 22 électrons qui "se baladent" au travers de toute la molécule. Si on multiplie encore le nombre d'alternances, on peut même synthétiser des polymères conducteurs du courant électrique, preuve "en quelques sortes" que les électrons "circulent" bien.

(Ici, je ne suis plus sûr, donc merci de corriger)

Mais si on envoie des rayons encore plus dur que les Ultra-Violets, notamment des rayons X, on va pouvoir dans certains cas bien précis déterminer si tel ou tel atome (ou tel élément, ce qui est plus correcte) est présent (il me semble que c'est ce qu'on appelle la fluorescence X). Cette fois, effectivement, c'est bien l'atome seul qui est considéré comme un petit ressort avec deux masses.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Si on prend de grosses molécules, on va pouvoir considérer les différentes parties qui les constituent comme des petites masses reliées par des petits ressorts.

Bien vu. Effectivement le spectre de vibration peut-être vu grossièrement comme ça.

Mais laisse moi avoir des doutes pour le spectre de rotation et le spectre atomique !!!!

De plus, je doute qu'on identifie la matière comme ça. Les calculs seraient trop grossiers. Et d'ailleurs les identifications se font plus par comparaison que par calcul.

Ceci dit, tes explications étaient les bienvenues, merci.

[cosmoff]

merci beaucoup Sethy pour ta réponse tres complete. et merci aux autres également

j'ai un probleme de compréhension sur le terme absorption. si j'émet un lumiere à une fréquence bien précise qui va traverser un échantillon. Je peux en regardant l'intensité de la lumiere en sortie de mon échantillon voir l' intensité absorbée. Mais que veut dire absorber. Ca veut dire que la lumiere se trouve encore dans l'échantillon et qu'elle va petit à petit sortir à la sortie et à l'entré de mon échantillon ?

[Sethy]

merci beaucoup Sethy pour ta réponse tres complete. et merci aux autres également

j'ai un probleme de compréhension sur le terme absorption. si j'émet un lumiere à une fréquence bien précise qui va traverser un échantillon. Je peux en regardant l'intensité de la lumiere en sortie de mon échantillon voir l' intensité absorbée. Mais que veut dire absorber. Ca veut dire que la lumiere se trouve encore dans l'échantillon et qu'elle va petit à petit sortir à la sortie et à l'entré de mon échantillon ?

Je précise que je suis chimiste alors qu'ici, c'est vraiment une question pour physicien. J'essaie quand même une réponse.

Tu ne peux pas "arrêter" la lumière, ni même la ralentir (c'est plus subtil mais considérons cela comme vrai). Par contre un photon peut être capturé par un atome ou une molécule et disparaître. Il va le faire en cédant son énergie à la molécule qui aura alors gagné cette l'énergie.

Cette énergie gagnée peut prendre plusieurs formes. Soit simplement servir à augmenter la "vitesse" de la molécule. C'est typiquement ce qu'il se passe si tu mets un verre d'eau au soleil. La t° de l'eau augmente, conséquence macroscopique de cette énergie "de vitesse" gagnée par les molécules d'eau.

Cette énergie peut également avoir servi à exciter la molécule, par exemple en permettant à un électron de s'éloigner légèrement du noyau. Comme le noyau est positif et que l'électron est négatif, ces deux entités s'attirent. Il faut donc fournir de l'énergie pour les "écarter" l'un de l'autre. Mais on récupère cette énergie si l'électron revient à sa place initiale.

A ce moment là, deux phénomènes (et bien plus en fait ...) peuvent se produire. Soit cette énergie sera à augmenter la vitesse (et donc la t°), soit un photon qui a exactement la même quantité d'énergie va être réémis. C'est ce phénomène qu'on appelle la fluorescence.

[RomVi]

Bonjour

j'ai un probleme de compréhension sur le terme absorption. si j'émet un lumiere à une fréquence bien précise qui va traverser un échantillon. Je peux en regardant l'intensité de la lumiere en sortie de mon échantillon voir l' intensité absorbée. Mais que veut dire absorber. Ca veut dire que la lumiere se trouve encore dans l'échantillon et qu'elle va petit à petit sortir à la sortie et à l'entré de mon échantillon ?

Il suffit de faire l'analogie avec ce que tu connais : Au soleil une surface noire absorbe la lumière, et s'échauffe. Une surface blanche diffuse la lumière dans toutes les directions et ne chauffe pas (ou peu).