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Glossary term: Spectre

Description: Un arc-en-ciel se forme lorsque des gouttelettes d'eau divisent la lumière en couleurs élémentaires, du violet au rouge en passant par le bleu, le vert, le jaune et l'orange. Chaque couleur correspond à une gamme de longueurs d'onde, et les couleurs de l'arc-en-ciel sont classées par ordre croissant de longueur d'onde, du violet au rouge. Ce type de lumière décomposée, ou plus généralement de rayonnement électromagnétique, par longueur d'onde, s'appelle un spectre.

Le rayonnement électromagnétique est un mélange de particules de lumière appelées "photons". Créer un spectre revient à trier les photons par énergie et à documenter le nombre de photons dans chaque gamme d'énergie donnée. En vertu d'une loi fondamentale de la mécanique quantique, cela équivaut à trier la lumière par fréquence - une autre façon de documenter un spectre.

Si la quantité d'énergie varie régulièrement en fonction de la longueur d'onde (ou de l'énergie des photons, ou de la fréquence),
le spectre est dit continu. Au contraire,
les creux ou les pics marqués dans un spectre à certaines longueurs d'onde sont appelés respectivement raies d'absorption et raies d'émission. Ces raies sont dues à
des transitions entre différents niveaux d'énergie au sein des atomes ou des molécules (ou même des noyaux atomiques), qui absorbent ou émettent des rayonnements à des longueurs d'onde spécifiques. Par exemple, dans la lumière visible, les étoiles présentent des spectres continus avec des raies d'absorption. Ces raies contiennent des informations sur la composition chimique de l'étoile. L'analyse des spectres est connue sous le nom de spectroscopie ; les instruments qui permettent d'enregistrer les spectres sont appelés spectroscopes, spectromètres ou spectrographes.

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Term and definition status: The original definition of this term in English have been approved by a research astronomer and a teacher
The translation of this term and its definition is still awaiting approval

The OAE Multilingual Glossary is a project of the IAU Office of Astronomy for Education (OAE) in collaboration with the IAU Office of Astronomy Outreach (OAO). The terms and definitions were chosen, written and reviewed by a collective effort from the OAE, the OAE Centers and Nodes, the OAE National Astronomy Education Coordinators (NAECs) and other volunteers. You can find a full list of credits here. All glossary terms and their definitions are released under a Creative Commons CC BY-4.0 license and should be credited to "IAU OAE".

Related Media


A composite showing four rainbows. Each is centred on different points

24 Hours of Rainbow

Caption: This panoramic view taken with a smartphone of Livorno, Italy, showcases a series of vivid rainbows captured on three different days in December 2021. Rainbows are the result of sunlight being refracted by water droplets suspended in the air, typically after rainfall or during misty conditions. The water droplets act like a prism, breaking up (refracting) the sunlight into the various colours. The different wavelengths of light are refracted by different amounts, which is why we see this layering of colours. The photographer skillfully merged the most remarkable shots taken on different days to highlight the diverse sizes and brilliance of these rainbows. The locations at which the rainbows appear to be centred are different because each rainbow appeared when the Sun was at a different position in the sky. This composite image beautifully captures the transient yet mesmerising allure of rainbows, illustrating their fleeting appearance and gradual dissipation influenced by the shifting atmospheric conditions.
Credit: Fabrizio Guasconi/IAU OAE (CC BY 4.0)

License: CC-BY-4.0 Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) icons

Related Diagrams


Une ligne lisse qui décroît à des longueurs d'onde plus longues avec quelques creux importants.

Spectre d'une étoile de type O

Caption: Spectre de l'étoile de type O HD 235673 avec la longueur d'onde en nanomètres sur l'axe des x et le flux sur l'axe des y. La partie supérieure du graphique montre le même spectre, mais avec des taches claires pour les longueurs d'onde à flux élevé et des taches sombres pour les longueurs d'onde à faible flux. La couleur de la ligne entre 400 nm et 700 nm correspond approximativement à la couleur de la lumière de cette longueur d'onde perçue par l'œil humain. En dessous de 400 nm et au-dessus de 700 nm, où l'œil humain ne voit que peu ou pas de lumière, les lignes sont colorées respectivement en bleu et en rouge. Les lignes noires montrent les lignes d'absorption spectrale causées par les atomes et les ions de différents éléments présents dans l'atmosphère de l'étoile. Ces atomes et ions absorbent à des longueurs d'onde spécifiques, ce qui provoque des lignes sombres et nettes dans les spectres. L'intensité de ces lignes dépend de la température de l'atmosphère de l'étoile. Deux étoiles composées du même mélange d'éléments peuvent présenter des spectres avec des jeux de raies très différents si leurs atmosphères ont des températures différentes. Pour les étoiles de type O, les caractéristiques les plus importantes sont un petit nombre de raies causées par l'hélium ionisé. Ces raies sont plus intenses dans les étoiles de type O que dans les étoiles plus froides. Des raies provenant d'atomes d'hélium et d'hydrogène apparaissent également dans le spectre. Le spectre présente un flux plus important à l'extrémité bleue du spectre qu'à l'extrémité rouge.
Credit: IAU OAE/SDSS/Niall Deacon

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Une ligne lisse décroissant à des longueurs d'onde plus longues avec quelques creux marqués.

Spectre d'une étoile de type B

Caption: Le spectre de l'étoile de type B HD 258982. La couleur de la raie entre 400 nm et 700 nm correspond approximativement à la couleur de la lumière que l'œil humain verrait à cette longueur d'onde. En dessous de 400 nm et au-dessus de 700 nm, où l'œil humain ne voit que peu ou pas de lumière, les lignes sont colorées respectivement en bleu et en rouge. Les lignes noires montrent les lignes d'absorption spectrale causées par les atomes et les ions de différents éléments présents dans l'atmosphère de l'étoile. Ces atomes et ions absorbent à des longueurs d'onde spécifiques, ce qui provoque des raies sombres et nettes dans les spectres. L'intensité de ces lignes dépend de la température de l'atmosphère de l'étoile. Deux étoiles composées du même mélange d'éléments peuvent présenter des spectres avec des jeux de raies très différents si leurs atmosphères ont des températures différentes. Pour les étoiles de type B, les raies les plus importantes sont causées par les atomes d'hélium. Ces raies sont les plus fortes dans les étoiles de type B et les plus faibles dans les étoiles plus chaudes et plus froides. Les raies dues aux atomes d'hydrogène sont également présentes mais ne sont pas aussi fortes que dans les étoiles de type A plus froides.
Credit: IAU OAE/SDSS/Niall Deacon

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Une ligne régulière culminant à environ 420 nm puis diminuant à des longueurs d'onde plus élevées avec quelques creux assez larges.

Spectre d'une étoile de type A

Caption: Le spectre de l'étoile de type A BD-11 1212. La couleur de la ligne entre 400 nm et 700 nm correspond approximativement à la couleur de la lumière que l'œil humain verrait à cette longueur d'onde. En dessous de 400 nm et au-dessus de 700 nm, où l'œil humain ne voit que peu ou pas de lumière, les lignes sont colorées respectivement en bleu et en rouge. Les lignes noires montrent les lignes d'absorption spectrale causées par les atomes et les ions de différents éléments présents dans l'atmosphère de l'étoile. Ces atomes et ions absorbent à des longueurs d'onde spécifiques, ce qui provoque des lignes sombres et nettes dans les spectres. L'intensité de ces lignes dépend de la température de l'atmosphère de l'étoile. Deux étoiles composées du même mélange d'éléments peuvent présenter des spectres avec des jeux de raies très différents si leurs atmosphères ont des températures différentes. Les raies des atomes d'hydrogène dominent les spectres des étoiles de type A et sont les plus intenses dans ce type spectral.
Credit: IAU OAE/SDSS/Niall Deacon

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Une ligne relativement lisse culminant à environ 430 nm puis diminuant à des longueurs d'onde plus élevées avec quelques creux assez larges.

Spectre d'une étoile de type F

Caption: Le spectre de l'étoile de type F 2MASS J22243289+4937443. La couleur de la raie entre 400 nm et 700 nm correspond approximativement à la couleur de la lumière que l'œil humain verrait à cette longueur d'onde. En dessous de 400 nm et au-dessus de 700 nm, où l'œil humain ne voit que peu ou pas de lumière, les lignes sont colorées respectivement en bleu et en rouge. Les lignes noires montrent les lignes d'absorption spectrale causées par les atomes et les ions de différents éléments présents dans l'atmosphère de l'étoile. Ces atomes et ions absorbent à des longueurs d'onde spécifiques, ce qui provoque des lignes sombres et nettes dans les spectres. L'intensité de ces lignes dépend de la température de l'atmosphère de l'étoile. Deux étoiles composées du même mélange d'éléments peuvent présenter des spectres avec des jeux de raies très différents si leurs atmosphères ont des températures différentes. Les raies des atomes d'hydrogène, qui sont les plus intenses dans les étoiles de type A, sont encore relativement intenses dans les étoiles de type F, mais les raies des métaux, en particulier du calcium ionisé, commencent à devenir intenses dans ce type de spectre.
Credit: IAU OAE/SDSS/Niall Deacon

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Une ligne assez irrégulière culminant à environ 470 nm puis déclinant à des longueurs d'onde plus grandes avec quelques creux plus profonds.

Spectre d'une étoile de type G

Caption: Le spectre de l'étoile de type G UCAC4 700-069569. La couleur de la ligne entre 400 nm et 700 nm correspond approximativement à la couleur de la lumière que l'œil humain verrait à cette longueur d'onde. En dessous de 400 nm et au-dessus de 700 nm, où l'œil humain ne voit que peu ou pas de lumière, les lignes sont colorées respectivement en bleu et en rouge. Les lignes noires montrent les lignes d'absorption spectrale causées par les atomes et les ions de différents éléments présents dans l'atmosphère de l'étoile. Ces atomes et ions absorbent à des longueurs d'onde spécifiques, ce qui provoque des raies sombres et nettes dans les spectres. L'intensité de ces lignes dépend de la température de l'atmosphère de l'étoile. Deux étoiles composées du même mélange d'éléments peuvent présenter des spectres avec des jeux de raies très différents si leurs atmosphères ont des températures différentes. Dans les étoiles de type G, les raies des atomes d'hydrogène sont plus faibles que dans les étoiles de type F et les raies du calcium ionisé plus fortes. Les raies des atomes métalliques tels que les atomes de fer, de sodium et de calcium commencent également à devenir proéminentes.
Credit: IAU OAE/SDSS/Niall Deacon

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Une ligne irrégulière culminant à environ 580 nm puis déclinant à des longueurs d'onde plus grandes avec quelques creux plus profonds.

Spectre d'une étoile de type K

Caption: Le spectre de l'étoile de type K 2MASS J19554455+4754531. La couleur de la raie entre 400 nm et 700 nm correspond approximativement à la couleur de la lumière que l'œil humain verrait à cette longueur d'onde. En dessous de 400 nm et au-dessus de 700 nm, où l'œil humain ne voit que peu ou pas de lumière, les lignes sont colorées respectivement en bleu et en rouge. Les lignes noires montrent les lignes d'absorption spectrale causées par les atomes et les ions de différents éléments présents dans l'atmosphère de l'étoile. Ces atomes et ions absorbent à des longueurs d'onde spécifiques, ce qui provoque des lignes sombres et nettes dans les spectres. L'intensité de ces lignes dépend de la température de l'atmosphère de l'étoile. Deux étoiles composées du même mélange d'éléments peuvent présenter des spectres avec des jeux de raies très différents si leurs atmosphères ont des températures différentes. Les spectres des étoiles de type K sont dominés par les atomes métalliques tels que les atomes de fer, de sodium et de calcium. Les atomes métalliques sont à l'origine d'un si grand nombre de raies, bien trop nombreuses pour être marquées individuellement, que le spectre a une apparence hachée et irrégulière. Les raies des atomes d'hydrogène et des ions calcium sont beaucoup plus faibles que dans les étoiles de type G, plus chaudes.
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Une ligne irrégulière augmentant à de plus grandes longueurs d'onde avec de larges creux et quelques creux plus marqués.

Spectre d'une étoile de type M

Caption: Le spectre de l'étoile de type M 2MASS J15581272+8457104. La couleur de la raie entre 400 nm et 700 nm correspond approximativement à la couleur de la lumière que l'œil humain verrait à cette longueur d'onde. En dessous de 400 nm et au-dessus de 700 nm, où l'œil humain ne voit que peu ou pas de lumière, les lignes sont colorées respectivement en bleu et en rouge. Les lignes noires montrent les lignes d'absorption spectrale causées par les atomes, les ions et les molécules de différents éléments présents dans l'atmosphère de l'étoile. Ces atomes, ions et molécules absorbent à des longueurs d'onde spécifiques, ce qui provoque des lignes sombres et nettes dans les spectres. L'intensité de ces raies dépend de la température de l'atmosphère de l'étoile. Deux étoiles composées du même mélange d'éléments peuvent présenter des spectres avec des jeux de raies très différents si leurs atmosphères ont des températures différentes. L'atmosphère des étoiles de type M est suffisamment froide pour permettre la formation de certains composés chimiques. Ceux-ci sont souvent appelés molécules en astronomie, même s'il ne s'agit pas à proprement parler de molécules en chimie. Ces molécules produisent tellement de raies dans le spectre d'une étoile de type M que les raies semblent fusionner en d'immenses bandes qui éliminent de grandes parties du spectre. Dans les étoiles de type M, l'oxyde de titane présente un grand nombre de ces bandes dans la lumière visible, dominant de vastes régions du spectre.
Credit: IAU OAE/SDSS/Niall Deacon

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Sept lignes. Le pic de chaque ligne passe des courtes longueurs d'onde pour la ligne supérieure aux grandes longueurs d'onde pour la ligne inférieure.

Types spectraux stellaires

Caption: Les spectres de sept étoiles classés par type spectral, du plus chaud (type O) en haut au plus froid (type M en bas). L'axe des x indique la longueur d'onde de la lumière et l'axe des y est une mesure du flux de lumière reçu à cette longueur d'onde. Chaque spectre est normalisé (le flux à chaque longueur d'onde est divisé par le flux maximal dans ce spectre) et les spectres sont ensuite décalés les uns par rapport aux autres le long de l'axe des y pour faciliter la visualisation du graphique. La couleur des lignes entre 400 nm et 700 nm correspond approximativement à la couleur de la lumière de cette longueur d'onde perçue par l'œil humain. En dessous de 400 nm et au-dessus de 700 nm, où l'œil humain ne voit que peu ou pas de lumière, les lignes sont colorées respectivement en bleu et en rouge. Les étoiles les plus chaudes ont un flux plus important à l'extrémité bleue du spectre et les étoiles les plus froides ont un flux plus important à l'extrémité rouge. Toutefois, la quantité totale de flux émis par une étoile dépend de sa taille et de sa température. Ainsi, une étoile chaude émettra plus de lumière rouge qu'une étoile froide de même taille, même si l'étoile froide émet presque toute sa lumière dans le rouge, mais cela n'est pas visible sur ce graphique en raison de la normalisation mentionnée ci-dessus. Les gouttes étroites et nettes dans les spectres sont des raies d'absorption causées par les atomes et les ions dans l'atmosphère des étoiles. L'intensité d'une raie spectrale dépend de la température de l'atmosphère de l'étoile. Prenons par exemple la raie de l'hydrogène à 656,5 nm. Toutes les étoiles de ce graphique sont principalement composées d'hydrogène, mais la raie de l'hydrogène à 656,5 nm est faible pour les étoiles les plus chaudes et les plus froides, mais plus forte pour les types spectraux A et F. Cela s'explique par le fait que l'hydrogène absorbe plus de lumière à 656,5 nm aux températures de l'atmosphère des étoiles A et F que dans les étoiles les plus chaudes ou les plus froides. L'étoile la plus froide, l'étoile de type M, présente de larges bandes d'absorption dans ses spectres. Cela s'explique par le fait que cette étoile est suffisamment froide pour que son atmosphère contienne des composés tels que l'oxyde de titane. Ces composés, souvent appelés molécules en astronomie, produisent des caractéristiques d'absorption spectrale plus larges que les atomes ou les ions.
Credit: IAU OAE/SDSS/Niall Deacon

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Sept bandes avec des zones lumineuses et sombres. La partie la plus brillante du bandeau passe du bleu dans le haut au rouge en bas.

Types spectraux stellaires - bandes

Caption: Les spectres de sept étoiles classés par type spectral, du plus chaud (type O) en haut au plus froid (type M en bas). L'axe des x indique la longueur d'onde de la lumière, tandis que la luminosité ou l'obscurité à chaque longueur d'onde correspond au flux de lumière reçu de l'étoile à cette longueur d'onde, les taches plus sombres ayant un flux plus faible et les taches plus lumineuses un flux plus important. Chaque spectre est normalisé (le flux à chaque longueur d'onde est divisé par le flux maximal pour ce spectre) afin que le flux maximal apparaisse avec la même luminosité pour tous les spectres. La couleur représentée entre 400 nm et 700 nm correspond approximativement à la couleur que l'œil humain verrait pour la lumière de cette longueur d'onde. En dessous de 400 nm et au-dessus de 700 nm, où l'œil humain ne voit que peu ou pas de lumière, les lignes sont colorées respectivement en bleu et en rouge. Les étoiles les plus chaudes ont un flux plus important à l'extrémité bleue du spectre et les étoiles les plus froides ont un flux plus important à l'extrémité rouge. Toutefois, la quantité totale de flux émis par une étoile dépend de sa taille et de sa température. Ainsi, une étoile chaude émettra plus de lumière rouge qu'une étoile froide de même taille, même si l'étoile froide émet presque toute sa lumière dans le rouge, mais cela n'est pas visible sur ce graphique en raison de la normalisation mentionnée ci-dessus. Les taches sombres et étroites dans les spectres sont des lignes d'absorption causées par les atomes et les ions dans l'atmosphère des étoiles. L'intensité d'une raie spectrale dépend de la température de l'atmosphère de l'étoile. Prenons par exemple la raie de l'hydrogène à 656,5 nm. Toutes les étoiles de ce graphique sont principalement composées d'hydrogène, mais la raie de l'hydrogène à 656,5 nm est faible pour les étoiles les plus chaudes et les plus froides, mais plus forte pour les types spectraux A et F. Cela s'explique par le fait que l'hydrogène absorbe plus de lumière à 656,5 nm aux températures de l'atmosphère des étoiles A et F que dans les étoiles les plus chaudes ou les plus froides. L'étoile la plus froide, l'étoile de type M, présente de larges bandes d'absorption dans ses spectres. Cela s'explique par le fait que cette étoile est suffisamment froide pour que son atmosphère contienne des composés tels que l'oxyde de titane. Ces composés, souvent appelés molécules en astronomie, produisent des caractéristiques d'absorption spectrale plus larges que les atomes ou les ions.
Credit: IAU OAE/SDSS/Niall Deacon

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Hunting for spectra

Hunting for spectra

astroEDU educational activity (links to astroEDU website)
Description: Learn about light and spectra building a spectroscope with a CD!

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Tags: Hands-on , Experiment , prism
Age Ranges: 8-10 , 10-12 , 12-14 , 14-16 , 16-19
Education Level: Informal , Middle School , Primary , Secondary
Areas of Learning: Guided-discovery learning
Costs: Low Cost
Duration: 1 hour
Group Size: Individual
Skills: Asking questions , Constructing explanations , Planning and carrying out investigations

Reading the Rainbow

Reading the Rainbow

astroEDU educational activity (links to astroEDU website)
Description: By understanding how rainbows work, you can discover about light and its properties, learning about stars, nebulae, galaxies, and our Universe.

License: CC-BY-4.0 Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) icons

Age Ranges: 14-16 , 16-19 , 19+
Education Level: Informal , Middle School , Secondary , University
Areas of Learning: Interactive Lecture , Observation based , Social Research
Costs: Low Cost
Duration: 1 hour 30 mins
Group Size: Group
Skills: Analysing and interpreting data , Asking questions , Engaging in argument from evidence

Find the hidden rainbows

Find the hidden rainbows

astroEDU educational activity (links to astroEDU website)
Description: Let’s reveal hidden rainbows around us and the physical processes that make them!

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Age Ranges: 10-12 , 12-14 , 14-16
Education Level: Middle School , Secondary
Areas of Learning: Interactive Lecture , Observation based , Social Research
Costs: Medium Cost
Duration: 1 hour