Un spectrographe permet de décomposer la lumière reçue, notamment celle des étoiles, et d’en analyser ensuite la composition. © photosbymeow, Shutterstock

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Spectrographe

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Un spectrographe est un instrument optique qui sert à disperser les différentes couleurs de la lumière puis à enregistrer le spectre obtenu - spectre d'absorption ou spectre d'émission - sur un support, papier ou informatique. Détail de nomenclature : le spectroscope, quant à lui, ne permet, en principe, que d'observer le spectre de la lumière.

Spectrographe à prisme

Le principe du spectrographe à prisme repose sur le fait que les longueurs d'onde qui composent la lumière présentent des indices de réfraction différents. Lorsque la lumière traverse un prisme, sa trajectoire est déviée. La déviation, tout comme l'indice de réfraction, augmente avec la longueur d'onde. Un rayon bleu est donc plus dévié qu'un rayon rouge.

Ce type de spectrographe comprend donc un prisme, mais également un montage optique - constitué de lentilles, d'une fente et d'un récepteur - qui permet d'obtenir le meilleur résultat.

Notez que la fente permet d'obtenir le spectre de la partie de l'objet visé dont l'image se forme sur cette fente. Des spectrographes à fibres sont constitués d'une multitude de fentes et d'un réseau de fibres optiques qui les relient à une fente principale. Les spectrographes à champ intégral, quant à eux, donnent un spectre de chaque point du champ du télescope.

Les spectrographes à prisme ne sont plus guère utilisés, car la dispersion n'est pas linéaire avec la longueur d'onde et les courbes longueur d'onde/position sur le récepteur ne sont pas linéaires non plus. En outre, la taille des prismes nécessaires rend ceux-ci relativement coûteux.

Spectrographe à réseau

Le spectrographe à réseau repose sur le principe de diffraction. Une plaque de verre appelée réseau et comportant un grand nombre de stries parallèles — quelque 1.500 par millimètre — est placée dans le montage optique. Chacune des stries donne des images de diffraction pour les différentes longueurs d'onde.

Dans la réalité, plusieurs systèmes - les ordres - de plus en plus dispersifs se superposent. Aux premiers ordres, les spectres sont peu dispersés, mais bien séparés. Ensuite, c'est l'inverse. Les réseaux les plus récents permettent cependant de concentrer la lumière pour une longueur d'onde donnée, dans un ordre particulier.

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