3. Climat et changement climatique

Rayonnement solaire (3/4)

Les raies Fraunhofer (suite)

En réalité, le spectre du rayonnement solaire comporte beaucoup plus de raies d'absorption, car tous les éléments de la photosphère et de la chromosphère du soleil contribuent à la diffusion susmentionnée du rayonnement. La figure suivante montre un exemple des raies mesurables dans la gamme de 500 nm (bleu-vert) à 600 nm (orange).

Toutes les raies de Fraunhofer dans la gamme de 5000 à 6000 Å>ngström (ou 500 à 600 nm). Le spectre thermique du rayonnement solaire a été supprimé, de sorte que seules les raies de Fraunhofer sont visibles sur l'image.
Source: BASS2000 Solar Survey Archive

La base de données BASS2000, dont l'illustration est tirée, peut également afficher d'autres gammes spectrales. Les lignes indiquent de manière interactive les éléments responsables de la diffusion, ainsi que la plupart des transitions entre les niveaux d'énergie des enveloppes électroniques.

Comparez les deux images de la page précédente avec l'illustration ci-dessus. Pouvez-vous trouver, dans le spectre BASS2000, les deux raies de couleur orange étiquetées D, ou D₁+D₂ à environ 589 nm ? Elles sont créées par des atomes de sodium et sont appelées raies doublet du sodium en physique atomique.

Les raies de Fraunhofer marquent les éléments présents dans l'atmosphère du soleil. Elles se retrouvent également dans les très faibles rayons de lumière provenant d'étoiles lointaines et permettent de déterminer les éléments présents dans ces étoiles lointaines.

Une expérience en classe de physique

L'absorption par les atomes de sodium, telle qu'elle se produit dans l'atmosphère solaire, peut également être montrée dans un cours de physique. Parmi le matériel, vous pouvez voir un tube fluorescent au sodium contenant de petites quantités de sodium métallique. Le four, muni de fenêtres, est chauffé à environ 250°C, ce qui provoque la vaporisation du sodium.

Dispositif expérimental pour la détection des raies de Fraunhofer du sodium.
Source: Vorlesungsexperimente am Institut für Physik, Universität Oldenburg, Allemagne

La vapeur de sodium dans le tube est éclairée par une lampe halogène. La lumière pénétrante est divisée par diffraction à l'aide d'un réseau optique et transférée sur un écran à l'aide d'une lentille. Les lignes de doublet du sodium peuvent être facilement distinguées.