TP DI – La tête dans les étoiles
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Analyse de la lumière La tête dans les étoiles La situation déclenchante : Jokers utilisés : Il est impossible d’approcher l’étoile de Rigel qui se situe à 774 a.l. dans la constellation d’Orion. Pouvons-nous tout de même déterminer la composition de l’atmosphère de l’étoile de Rigel depuis la Terre ? Doc 1 : Spectre de Rigel Les supports de travail : de l’Argon 451 nm Doc 1 : Extrait du spectre de l’étoile de Rigel observé depuis la Terre et un extrait du spectre d’émission de l’argon obtenu avec le même spectroscope de référence Tout ce qui apparait blanc est en réalité en couleur. Tout ce qui apparait noir ou gris est en réalité noir. Doc 2 : Longueur d’onde en nm de certaines raies d’émission caractéristiques de quelques espèces chimiques H 410 434 484 655 He 447 470 493 500 504 587 668 Na 589 590 Mg 515 517 518 Ca 423 458 526 527 Ti 467 469 498 Mn 404 Fe 438 489 492 496 533 537 540 Ni 508 470 nm 519 nm 549 nm Les consignes : Pourquoi le spectre de l’étoile de Rigel comporte-t-il des raies d’absorption ? L’atmosphère de cette étoile est-elle composée d’argon ? Sinon, à quoi sert le spectre de l’argon ? Rédigez un protocole permettant de déterminer les longueurs d’ondes des raies d’absorption de l’étoile de Rigel. Mettre en œuvre ce protocole et déterminer la composition de l’atmosphère de cette étoile. (On tolère un écart de ± 2nm à cause des erreurs de reprographie) 603 nm Les compétences travaillées : 642 nm La démarche scientifique Rechercher, extraire et organiser l’information utile. Mettre en œuvre un raisonnement Mobiliser des connaissances. Travailler en équipe. L'approche expérimentale Élaborer et mettre en œuvre un protocole. Réaliser et analyser les mesures, en estimer la précision et écrire les résultats de façon adaptée. 675 nm Les nombres en nm face au raies du spectre de l’argon correspondent aux longueurs d’ondes des radiations émises par l’argon. Le trait en pointillés sur le spectre de Rigel sert de référence pour vos mesures et correspond à une longueur d’onde de 451 nm. Il faut faire une courbe d’étalonnage : mesurer en cm les distances entre la raie d’émission de 451 nm et les différentes raies d’émission du spectre de l’Argon. Le tableau suivant doit figurer sur votre copie : L (mm) 0 (nm) 451 470 519 549 603 642 675 Le zéro de votre règle est placé sur la raie de 451 nm Echelle pour tracer la courbe : Abscisse : Ordonnée : L 1 cm pour 10 mm 1 cm pour 10 nm en commençant à 450 nm. Il faut utiliser la courbe d’étalonnage afin de déterminer la longueur d’onde de toutes les raies du spectre de l’étoile de Rigel. Le tableau suivant doit figurer sur votre copie : Compléter le tableau suivant à l’aide de la courbe d’étalonnage : Spectre de Rigel : Raie : L (mm) (nm) Elément chimique ( à ± 1nm près) Les nombres en nm face au raies du spectre de l’argon correspondent aux longueurs d’ondes des radiations émises par l’argon. Le trait en pointillés sur le spectre de Rigel sert de référence pour vos mesures et correspond à une longueur d’onde de 451 nm. Il faut faire une courbe d’étalonnage : mesurer en cm les distances entre la raie d’émission de 451 nm et les différentes raies d’émission du spectre de l’Argon. Le tableau suivant doit figurer sur votre copie : L (mm) 0 (nm) 451 470 519 Le zéro de votre règle est placé sur la raie de 451 nm 549 603 642 675 Pour aller plus loin : 1. Comment qualifier le spectre de l’Argon et de l’étoile de Rigel à l’aide des mots : absorption, émission, monochromatique, polychromatique, continu et discontinu ? 2. A quelle distance de la Terre exprimée en km, se situe l’étoile de Rigel ? 3. Quelle est l’information manquante dans le spectre donné sur le doc 1 pour nous permettre de déterminer la température de surface de l’étoile ?
