Spectroscopie

Spectroscopie et spectrophotométrie.

1. Transmittance, absorbance et Loi de Beer Lambert.

1. Transmittance et absorbance.

1. Rayonnement incident.

On considère un rayonnement lumineux d’intensité initiale  et de longueur d’onde [pic 1][pic 2]

Ce rayonnement a pour énergie E = h où  est la fréquence de l’odre et c la vitesse de la lumière dans le vide et h la constante de Planck [pic 3][pic 4]

En spectroscopie on utilise en plus le nombre d’onde  donné en cm-1 défini par : [pic 5]

[pic 6]

Le rayonnement lumineux traverse un échantillon de matière donc une partie de l’onde est absorbée

L’intensité transmise I à la sortie du milieu est proportionnelle à l’intensité initiale [pic 7]

1. Transmittance.

On définit la transmittance T à la longueur d’onde  comme le rapport : [pic 8]

[pic 9]

Pour un milieu donné, d’épaisseur traversée fixée, avec une longueur d’onde fixée pour l’OEM, la transmittance est une constante

T est sans unité, elle est généralement exprimée en %

Mais T varient avec l’épaisseur L du milieu traversé et en résolvant l’équation différentielle associée à I on trouve :

Log () = aL dans laquelle a est une constante [pic 10]

Noter que c’est logarithme décimal, plus utilisée en biologie que ln

1. Absorbance.

On définit aussi l’absorbance A à la longueur d’onde  qui mesure la capacité d’un milieu à absorber la lumière qui le traverse [pic 11]

On l’appelle également densité optique (DO)

A est sans unité et vaut :  = [pic 12][pic 13]

Définition :

L’absorbance est le rapport entre l’intensité lumineuse initiale   avant la traversée du milieu et l’intensité lumineuse transmise I exprimée en logarithme décimal [pic 14]

L’absorbance A diffère selon la nature du milieu traversé et selon la longueur d’onde à laquelle ce milieu est étudié

Attention au log dans la définition de l’absorbance qui n’est pas présent dans celle de la transmittance ! Donc l’absorbance n’est pas l’inverse de la transmittance

On peut écrire l’absorbance A en fonction de l’épaisseur L du milieu traversé et de son coefficient d’absorption a :

 =  = a L[pic 15][pic 16]

Le coefficient d’absorption a dans cette formule est proportionnel :

• Au nombre de molécules absorbantes du milieu traversé par unité de volume

Pour une solution, on utilise la concentration C en molécules absorbantes, en g.l-1 ou en mg.ml-1

• A un coefficient propre au milieu donc à la molécule absorbante qui dépend de la longueur d’onde de l’OEM

On utilise  appelé coefficient d’extinction moléculaire et exprimé en l.g-1, cm-1 ou en ml.mg-².cm-1 suivant l’unité utilisée pour la concentration C[pic 17]

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