Chapitre 4 : Les spectres lumineux - AlloSchool
Définition : On appelle spectre de raies d'émission un spectre qui contient des raies colorées monochromatiques (une seule longueur d'onde)
Le rayonnement X.pdf
Auquel se superpose un spectre de raies correspondant à un rayonnement de fluorescence caractéristique des atomes constituants l'anode.
Le corps noir : définition
Il est vrai que s'y superposent des raies d'absorption: L'allure de corps noir rend compte de l'équilibre thermique global. Les raies du spectre rendent
Spectres dabsorption et daction photosynthétiques
Définition des spectres. Spectre d'absorption. Un spectre d'absorption est la variation de la quantité de lumière absorbée par les pigments.
Titre : la Photosynthèse : spectre daction et dabsorption Thème du
2nde PC : Lumière blanche lumière colorée ;. Spectres d'émission : spectres continus d'origine thermique
Introduction au traitement du signal et à lanalyse fréquentielle par
24 juil. 2019 m`enent `a la définition des signaux harmoniques. Une sinuso?de est un signal de ... CFT d'un signal périodique est appelé spectre de raies.
Décomposition en série de Fourier Signaux périodiques
Spectre d'amplitude de s(t) : tracé de A n en fonction des pulsations (fréquences) entiers de la fréquence du signal on parle de spectres de raies.
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Définition : le spectre est la représentation des amplitudes des différentes en série de Fourier permet de calculer l'amplitude des raies du spectre.
Comment déterminer la structure des molécules organiques ?
Définition du couplage spin-spin à partir d'un exemple mettant en jeu Méthode pour interpréter des spectres RMN de produits ... Pour faire simple :.
Spectroscopie Electronique : Notions de base et fondamentales
12 oct. 2012 électroniques permettant de calculer le spectre de l'atome d' ... 1)Définition du facteur de Boltzmann ... Structure du spectre de raies.
Chapitre 4 : Les spectres lumineux - AlloSchool
Un corps chaud émet un rayonnement de spectre est continu dont les propriétés (intensité des radiations et nombre de radiations) dépendent de la température 2 2 Les spectres de raies Définition : On appelle spectre de raies d’émission un spectre qui contient des raies colorées monochromatiques (une seule
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spectre est un spectre de raies d'émission A chaque raie correspond une radiation monochromatique (= 1 seule couleur) Un spectre de raies d’émission permet d'identifier un élément chimique (atome ou ion) sans ambiguïté Le spectre de raies est la signature de l'élément chimique
Qu'est-ce que le spectre de raies ?
Les spectres de raies sont obtenus par excitation électrique de certains gaz. À température élevée, la lumière émise par un gaz à basse pression conduit à la formation d'un spectre de raies. Ce spectre s'obtient lorsque l'on décompose la lumière d'une lampe spectrale, à vapeur d'atomes.
Quels sont les spectres continus ?
Les spectres continus sont d’origine thermique. Les spectres de raies sont composés de plusieurs raies qui correspondent chacune à un rayonnement monochromatique. Chaque élément chimique produit un spectre de raies qui lui est propre et qui permet de l'identifier. 1. Les spectres d'émission
Qu'est-ce que le spectre ?
L'obtention et l'étude des spectres relèvent de l'analyse spectrale. Par extension, on parle de spectre en physique des particules pour décrire les différents types de particules associées à une théorie de champ donnée. Ainsi les différents quarks de la QCD et les hadrons associés forment le 'spectre en particules' de celle-ci.
Qu'est-ce que le spectre observé ?
Le spectre observé est un spectre de raies . Chaque raie colorée correspond à un rayonnement monochromatique caractérisé par une longueur d’onde. Un spectre de raies est un spectre discontinu . L’ensemble des raies du spectre est caractéristique d’un seul élément chimique, ce qui permet ainsi de l’identifier.
![Décomposition en série de Fourier Signaux périodiques Décomposition en série de Fourier Signaux périodiques](https://pdfprof.com/Listes/18/1101-18TdS-Serie_Fourier.pdf.pdf.jpg)
TdS H. Garnier 1
Hugues GARNIER
hugues.garnier@univ-lorraine.fr Décomposition en série de Fourier Signaux périodiquesTdS H. Garnier 2
Organisation de l'UE de TdS
I. Introduction
II. Analyse et traitement de signaux déterministes - Analyse de Fourier de signaux analogiques• Signaux à temps continu • Décomposition en série de Fourier • Transformée de Fourier à temps continu
- De l'analogique au numérique - Analyse de Fourier de signaux numériques III. Filtrage des signaux IV. Analyse et traitement de signaux aléatoiresTdS H. Garnier 3
Introduction
• Domaine, jusqu'à présent, habituel pour analyser un signal : - Domaine temporel : analyse de l'évolution du signal dans le temps
• Permet de mettre en évidence certaines caractéristiques :• signal périodique ou non (détermination de la période), • amplitude (valeur moyenne, maximale...), • signal analogique/numérique, énergie finie/infinie, ...
• Déterminer l'expression analytique du signal ci-dessous ?5 s(t) t (ms) 5 0
s(t)=?TdS H. Garnier 4
Introduction
• L'expression mathématique du signal est : - L'observation dans le domaine temporel est s ouvent insuffisante pour déduire l'expression mathématique du signal - Il serait int éressant de tro uver une autre représentation qui app orterait plus d'informations sur le signal que la représentation usuelle temporelle - Cette nouvelle représentation devra faire directement apparaître certaines caractéristiques du signal (par exemple A o , A 1 , A 2 o 1 2) non plus dans le do maine temporel (en fonct ion du temps) mais dans le do maine fréquentiel, c'est à dire en fonction de la fréquence.
5 s(t) t (ms) 5 0
TdS H. Garnier 5
• Représentation habituelle : amplitude du signal en fonction du temps • Nouvelle représentation : amplitude et phase initiale en fonction de la fréquence5 s(t) t (ms) 5 0f (Hz) 0
A o =2 A 1 =5 A 2 =10 A n1000 2500 f (Hz) 0
o =0 ϕ n1000 2500
3 1 2 2TdS H. Garnier 6
Série & transformée de Fourier
Joseph FOURIER
• Auxerre 1768 - Paris 1830 • Grand savant français • A pr ofondément influencé les mathématiques et la physique des sciences de son siècle • L'étude de la propagation de la chaleur l'a amené à la découverte des séries trigonométriques portant son nomTdS H. Garnier 7
Théorème de Fourier Sous certaines conditions de dérivation et de continuité, tout signal à temps continu s(t) périodique de période T
o peut s'écrire sous la forme d'une somme de signaux sinusoïdaux Cette somme peut s'écrire de deux manières : - forme trigonométrique réelle - forme exponentielle complexeTdS H. Garnier 8
Forme trigonométrique réelle
avec : Tout signal à temps continu s(t) périodique de période T o peut s'écrire :Le terme g énéral u
n (t)=a n cos(nω o t)+b n sin(nω o t)=A n cos(nω o t-ϕ n ) est appelé harmonique de rang n C'est un signal cosinusoïdal d'amplitude A n de période T o /n (fréquence nf o ) et de phase à l 'origine -ϕ nTdS H. Garnier 9
Remarques et propriétés
- a 0 : valeur moyenne du signal (composante continue) - Harmonique d'ordre 1 : fondamental - Amplitudes A n tendent vers 0 lorsque n tend vers l'infini - Décomposition indépendante de l'intervalle [t 0 , t 0 +T o - Si s(t) pair - Si s(t) impairTdS H. Garnier 10
Spectres unilatéraux d'amplitude et de phase
• Spectre d'amplitude de s(t) : tracé de A n en fonction des pulsations (fréquences) • Spectre de phase de s(t) : tracé de ϕ nen fonction des pulsations (fréquences) • On parle de représentation fréquentielle ou spectrale • A
n et ϕ n n'existant que pour des multiples entiers de ω o on parle de spectres de raies. composante continue 0 ω o2 ω
o3 ω
o4 ω
o A 1 A 0 A 2 A 3 A 4 A 55 ω
o A n fondamental ω (rd/s)Spectre unilatéral de phase
0 n o2 ω
o3 ω
o4 ω
o 1 0 2 3 4 55 ω
oω (rd/s)
Spectre unilatéral d
'amplitude 0 T o s(t) tEvolution temporelle du signal
TdS H. Garnier 11
Exemple 1 : cas d'un signal sinusoïdal
• Soit un signal sinusoïdal décrit par : C 'est un signal ne contenant qu'un seul harmonique ! s(t)=2cos(2π10t-π4)Domaine temporel
s(t) t 20.1125 0 0.0125 T
o =0.1s A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 0 10 20304050
A n fondamental f (Hz) 2Domaine fréquentiel
Spectre unilatéral de phase Spectre unilatéral d 'amplitude 1 2 3 4 50 10 20 30 40 50 ϕ
n f ( Hz )4 π
TdS H. Garnier 12
Exemple 2 : cas d'un créneau
• Montrer que le dévelop pement en s érie de Fourier d'un signal créneau s'écrit : s(t) t A T o 0Domaine temporel
A n 4A 3 4A 3ω 5ω 3ω 5ω n 2Domaine fréquentiel
Spectre unilatéral de phase Spectre unilatéral d 'amplitudeTdS H. Garnier 13
Evolution temporelle des harmoniques Reconstruction du signal à partir des harmoniques0 -2 0 2 0 0 0 0 0 1 -5 0 5 0 1 -5 0 5 0 1 -5 0 5 0 1 -5 0 5 0 1 -5 0 5 -2 0 2 -2 0 2 -2 0 2 -2 0 2 1 1 1 1 1
Harmonique 1 Harmoniques 1 et 3 Harmoniques 1, 3 et 5 Harmoniques 1, 3, 5 et 7 Harmoniques 1, 3, 5 7 et 9 Harmonique 1 Harmonique 5 Harmonique 3 Harmonique 7 Harmonique 9
Ondulations = phénomène de Gibbs
A=2 T o =1TdS H. Garnier 14
Théorème de Fourier
Sous certaines conditions de dérivation et de continuité, tout signal à temps continu s(t) périodique de période T o peut s'écrire sous la forme d'une somme de signaux sinusoïdaux. Cette somme peut s'écrire de deux manières : - forme trigonométrique réelle - forme exponentielle complexeTdS H. Garnier 15
De la forme trigonométrique à la forme exponentielle complexe • Tout signal à temps continu s(t) périodique de période T o peut s'écrire :En utilisant les formules d'Euler :
• On montre que tout signal à temps continu s(t) périodique de période T o peut également s'écrire :Forme trigonométrique
réelleForme exponentielle
complexeTdS H. Garnier 16
Forme exponentielle complexe
• Tout signal à temps continu s(t) périodique de période T o peut s'écrire : • Remarques - Les coefficients c nsont appelés coefficients de Fourier - Ces coefficients sont généralement complexes et peuvent
s 'écrire sous forme exponentielle complexe : - L 'harmonique de rang n s'écrit également : L'harmonique de rang n est donc une cosinusoïde de pulsation nω o d'amplitude 2 |c n et de déphasage Arg(c nTdS H. Garnier 17
Spectres bilatéraux d'amplitude et de phase
• Les coefficients de Fourier sont généralement complexes et peuvent s 'écrire : • Spectre d 'amplitude de s(t) : tracé de |c n | en fonction des pulsations • Spectre de phase de s(t) : tracé de Arg(c n ) en fonction des pulsationsSpectre bilatéral de phase
0Spectre bilatéral d
'amplitude 0 T o s(t) tEvolution temporelle du signal
cn=cnejArg(cn)Ic n I 0 o 2ω o 3ω o Ic 1 I c 0 Ic 2 I Ic 3 I fondamentalω (rd/s)
Ic -1 I Ic -2 I Ic -3 I o -2ω o -3ω o Arg(c n 0 o 2ω o 3ω oω (rd/s)
o -2ω o -3ω oTdS H. Garnier 18
Propriétés des spectres bilatéraux
• Il apparaît dans l'expression de s(t) des termes pour les fréquences s'étendant de - ∞ à +∞, d'où le nom de spectres bilatéraux
• Le spectre d'amplitude bilatéral est toujours pair • Le spectre de phase bilatéral est toujours impair • Les 2 spectres ne comportent des composantes qu'aux multiples
entiers de la fréquence du signal, on parle de spectres de raies Spectre bilatéral de phase Spectre bilatéral d'amplitude Ic n I 0 o 2ω o 3ω o Ic 1 I c 0 Ic 2 I Ic 3 I fondamentalω (rd/s)
Ic -1 I Ic -2 I Ic -3 I o -2ω o -3ω o Arg(c n 0 o 2ω o 3ω oω (rd/s)
o -2ω o -3ω oTdS H. Garnier 19
Exemple 1 : cas d'un signal sinusoïdal
• Soit un signal sinusoïdal décrit par : s(t)=2cos(2π10t-π4)Domaine temporel
Domaine fréquentiel
Spectre bilatéral de phase Spectre bilatéral d 'amplitude0 10 20 30 f ( Hz) 1 -20 -10
n c 1 c 1 c c c 3 c 010 20 30f (Hz)quotesdbs_dbs30.pdfusesText_36
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