10. Les raies de Fraunhofer

Depuis qu’Isaac Newton dirigea la lumière du Soleil sur un prisme de verre au xviie siècle, nous savons que la lumière blanche est constituée du mélange des couleurs de l’arc-en-ciel. Mais si l’on y regarde de plus près, le spectre de la lumière solaire comporte plusieurs fines raies noires – telle l’empreinte d’un code-barres. Certaines longueurs d’onde sont éliminées quand la lumière solaire traverse les couches gazeuses externes de l’étoile.
Chaque « raie d’absorption » correspond à un élément chimique particulier présentant des énergies et des états différents. Les plus communs sont l’hydrogène et l’hélium, les principaux constituants du Soleil, ainsi que des produits de combustion, notamment le carbone, l’oxygène et l’azote. En étudiant le motif de ses raies d’absorption, on précise la composition chimique du Soleil.
L’astronome anglais William Hyde Wollaston remarqua en 1802 la présence de raies sombres dans le spectre solaire, mais le premier examen rigoureux ne fut réalisé qu’en 1814 par le fabricant allemand de lentilles optiques Joseph von Fraunhofer ; elles portent aujourd’hui son nom. Fraunhofer répertoria plus de 500 raies ; grâce aux équipements modernes, on en identifie aujourd’hui des milliers.Dans les années 1850, les chimistes allemands Gustav Kirchhoff et Robert Bunsen montrèrent que chaque élément produit un ensemble de raies d’absorption caractéristique – chacun a son propre code-barres. Les éléments émettent aussi de la lumière à certaines fréquences de ces raies spectrales…