FICHE EXERCICES CHAPITRE 3 : La lumière, messagère des étoiles Exercice n°1 : Lumière émise et température d’une source Faire l’exercice n°4 p37 Exercice n°2 : Lien entre température et couleur Partie 1 : Loi de Wien La longueur d’onde max qui s’exprime en nm, correspond au maximum d’intensité du rayonnement émis par une étoile obéit à la loi de Wien : max = où est la température absolue de surface de l’étoile en °C. 1°> Quelles sont les longueurs d’onde délimitant le domaine du visible et leur couleur ? 2°> D’après cette loi, quand la température de surface de l’étoile augmente, comment évolue max ? En déduire comment varie la couleur de l’étoile avec sa température de surface. 3°> Pour le Soleil, max=0,5200 m. Calculer sa température de surface en °C. Partie 2 : Application On a enregistré l’intensité, en fonction de la longueur d’onde, de la lumière émise par deux étoiles A et B : 4°> L’une des deux étoiles est rouge, l’autre bleue, attribuer une couleur à l’étoile A et B, justifier. 5°> Quelle est l’étoile la plus chaude ? Pourquoi ? 6°> En réalité, la courbe de l’étoile B présente des minima d’intensité lumineuse, à quoi sont-ils dus ? Exercice n°3 : Spectre d’une étoile La figure suivante représente le spectre simplifié de la lumière émise d’une étoile : On dispose aussi des spectres de 3 gaz A, B et C : 1°> Le spectre de l’étoile est-ce un spectre d’émission ou d’absorption de raies ? 2°> Les spectres des 3 gaz sont-ils des spectres d’absorption ou d’émission ? 3°> Parmi les trois gaz A, B et C, lesquels sont présents avec certitude dans l’atmosphère de l’étoile ? Exercice n°4 : Spectre d’une étoile On a photographié, dans les mêmes conditions de prise de vue, le spectre d’une étoile et celui d’une lampe à vapeur de mercure. La figure cidessous donne la position de quelquesunes des raies observées sur les deux clichés. 1°> Sur la figure, les deux spectres sont représentés de la même façon. Quelles différences verrait-on sur les deux photographies réelles ? 2°> Le tableau suivant donne les longueurs d’onde et les positions sur l’axe (Ox) des raies numérotées. Numéro de raie 1 2 3 x(cm) 0,4 17,9 15,6 405 615 (nm) 3 Avec le spectroscope utilisé, la différence de longueurs d’ondes de deux raies est proportionnelle à la distance qui les sépare. Calculer la constante de proportionnalité. 3°> Trouver la valeur manquante 3. 4°> En consultant le tableau, quel renseignement la raie 3 apporte-t-elle ? Exercice n°5 : Du spectre au montage Faire l’exercice n°5 p37