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Lorsqu'un atome est fortement secoué (par une particule ou de la lumière), certains électrons passer sur une orbite d'énergie supérieur, puis, en retombant sur leur niveau de départ, ils émettent un photon (particule de lumière) d'une certaine couleur (parfois invisible). Les différentes couleurs produites peuvent servir à identifier de quel élément chimique il s'agit car ces couleurs sont différentes d'un élément à l'autre. Lorsqu'on regarde la lumière ainsi émise par un élément avec un spectroscope, on voit l'ensemble des couleurs (sous formes de raies) produites par l'élément: c'est le spectre d'émission de l'élément.

Spectre de l'hydrogène vu avec un spectroscope (Wikipedia)

Comme la lumière est une onde, chaque couleur correspond à une certaine longueur d'onde: celle du bleu est autour de 440nm celle du rouge vers 670nm et les autres couleur entre ces deux valeurs…

Un corps chaud produit émet une gamme continue de couleurs (toutes les couleurs de l'arc-en-ciel, en fait). La couleur la plus forte est invisible (dans l'infra-rouge) lorsque le corps est à température ambiante, dans le rouge vers 1000°C, au centre des couleurs de l'arc-en-ciel à 5500°C, dans le bleu à des température supérieures, puis de nouveau dans l'invisible (cette fois dans l'ultra-violet) à des températures encore plus grandes…

Lorsqu'un gaz contenant un certain élément est éclairé par une lumière blanche comme celle d'une ampoule, certaines couleurs (longueurs d'onde) sont absorbées par le gaz. Ces longueurs d'onde sont les mêmes que les longueurs d'onde des raies d'émission de ce gaz (voir plus haut…). Si on regarde alors la lumière émise par la lampe avec un spectroscope, on verra un spectre continu parsemé de raies noires situées aux longueurs d'onde des raies d'émission (et d'absorption) du gaz:

http://webphysique.fr/spectre-lumiere/

Lorsqu'une voiture klaxonne, le son n'est pas le même si elle s'approche de nous, qu'elle est immobile ou qu'elle s'éloigne de nous: en s'approchant, le son est plus élevé (plus haut, plus aigu) et en s'éloignant il paraît plus bas (plus grave). Cet effet s'appelle l'effet Doppler. Il existe également pour la lumière: une source de lumière qui s'éloigne de nous aura une longueur d'onde apparente plus grande que lorsque la source est immobile par rapport à nous. Concrètement, le jaune d'une source qui s'éloigne (rapidement) sera perçu comme étant rouge. On parle de décalage vers le rouge, en anglais: redshift. Si, au contraire, la source s'approche de nous, la couleur est décalée du côté du bleu (blueshift). Le redshift (z) est souvent défini par le rapport de la vitesse v d'éloignement ou de rapprochement de l'étoile, divisée par la vitesse de la lumière (c = 300'000km/s): z = v / c (v est positive si l'étoile s'éloigne et négative sinon…)

On peut représenter le spectre d'une source de lumière en imprimant simplement une photo prise avec spectroscope. On peut également mesurer avec un spectrographe l'intensité de la lumière émise par chaque petite portion du spectre, puis afficher le graphe des ces intensités en fonction de la longueur d'onde des différentes portions. Ainsi, dans le cadre gris ci-dessous, on voit le graphe des intensités spectrale alorsque que dans le cadre suivant on voit la photo du spectre réalisé avec le spectroscope.