Présentation
Auteur(s)
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Alain PETIT : Docteur d’État en physique - Chef du Laboratoire de Spectroscopie et d’Interaction Laser-matière (DEN/DPC/SPAL) - Centre d’Études de Saclay
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Lire l’articleINTRODUCTION
Après avoir passé en revue les propriétés spectroscopiques des molécules diatomiques et les principaux types de couplages, une étude détaillée des spectres des molécules diatomiques est présentée suivant la nature des transitions : rotationnelle, vibrationnelle ou électronique.
Du fait de la complexité des vibrations et des rotations dans les molécules polyatomiques, seules quelques généralités sont données sur les spectres rotationnels et les vibrations moléculaires associées à ces molécules.
Les molécules peuvent émettre un rayonnement après avoir été excitées par une onde électromagnétique incidente. Si le rayonnement incident est absorbé au cours du processus, la lumière réémise est dite de fluorescence ; par contre, lorsqu’il n’y a pas d’absorption du rayonnement excitateur, il s’agit d’un phénomène de diffusion. Ces deux aspects sont examinés en fin d’article.
Pour des informations complémentaires, le lecteur peut se référer aux ouvrages généraux à donnés dans les références bibliographiques ainsi qu’aux publications récentes .
L’étude des spectres atomiques a fait l’objet de l’article Théorie des spectres atomiques dans ce volume (référence ).
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10. Fluorescence moléculaire et diffusion
Les molécules peuvent également émettre un rayonnement après avoir été excitées par une onde électromagnétique incidente. Si le rayonnement incident est absorbé au cours du processus, la lumière réémise est dite de fluorescence ; par contre, lorsqu’il n’y a pas d’absorption du rayonnement excitateur, il s’agit d’un phénomène de diffusion.
10.1 Fluorescence moléculaire
Le phénomène de fluorescence moléculaire peut s’observer à l’état gazeux, liquide ou solide (vapeurs de brome, d’iode, composés organiques, colorants laser...) ; néanmoins, la fluorescence moléculaire peut entrer en compétition avec des phénomènes non radiatifs tels que le croisement intersystème, la conversion interne ou la relaxation collisionnelle. Le phénomène de fluorescence moléculaire correspond à une émission de lumière consécutive généralement à l’absorption d’un rayonnement incident par la substance considérée. La vapeur d’iode par exemple, éclairée par un faisceau de lumière blanche, transmet de la lumière violette, tandis qu’elle réémet par fluorescence un rayonnement vert-jaune.
Comme le spectre d’absorption, le spectre de fluorescence est formé de bandes contenant de très nombreuses raies.
HAUT DE PAGE10.1.1 Fluorescence moléculaire dans les molécules diatomiques
Considérons le cas de la vapeur d’iode excitée par la longueur d’onde λ = 546,1 nm du mercure. À la température ordinaire, la molécule se trouve dans son état électronique fondamental et sur le niveau vibrationnel le plus bas (figure 19).
L’absorption de la radiation incidente l’amène dans un état électronique excité, sur un niveau vibrationnel (on remarque, sur la figure ...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BANWELL (C.N.) - Fundamentals of molecular spectroscopy - . McGraw-Hill, New York (1966).
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(2) - BARROW (G.M.) - Introduction to molecular spectra - . McGraw-Hill, New York (1962).
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(4) - COULSON (C.A.) - Valence - . 3e éd., Oxford University Press (1979).
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(7) - HERZBERG (G.) - Spectra...
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