Les différents processus d’interaction rayonnement-matière
Théorie des spectres atomiques

L’interaction du rayonnement électromagnétique avec la matière peut prendre différentes formes ; nous distinguerons ainsi successivement les processus d’émission, d’absorption, de fluorescence et de diffusion.

L’émission de rayonnement, s’accompagnant du transfert d’un certain flux d’énergie de la source vers le milieu extérieur, exige que la matière constituant cette source ait été préalablement excitée, c’est-à-dire qu’elle ait elle-même reçu une quantité correspondante d’énergie. Cette excitation peut revêtir de nombreuses formes (excitations thermique, électrique, par bombardement électronique, etc.). Dans tous les cas, on dit qu’il s’agit d’une émission spontanée de rayonnement, caractérisée par le fait que les vibrations émises par les différents points de la source sont incohérentes.

Dans le cas de l’absorption, c’est au contraire le rayonnement incident qui apporte au matériau absorbant une certaine quantité d’énergie. Il faut noter que l’absorption s’accompagne toujours, en fait, d’une certaine émission de rayonnement, mais dont le processus est tout à fait différent de celui évoqué précédemment. Il s’agit de l’émission induite (ou stimulée), phénomène intimement lié à l’absorption et qui, contrairement à l’émission spontanée, est caractérisé par la parfaite cohérence des vibrations émises par les différents points de la source. L’émission stimulée n’apparaît pas directement dans une expérience classique, car elle ne fait que se retrancher de l’absorption, qui reste prépondérante et qui la masque. Mais c’est le phénomène qui est à la base du fonctionnement des lasers et, de façon générale, des sources cohérentes de rayonnement électromagnétique. Son importance est donc considérable ; nous n’aurons cependant pas la possibilité de l’évoquer dans le cadre de cet article, malgré le rôle actuellement joué par les lasers en spectroscopie (cf. article spécialisé ...