Texte de l`activité

Physique - Chapitre 4 - LES MESSAGES DE LA LUMIERE
III - Application à l’astrophysique
Cette activité a pour but d’utiliser les connaissances acquises lors des séances précédentes
pour interpréter les spectres de la lumière provenant des étoiles lointaines.
1°) Etude préliminaire :
Informations préliminaires :
La lumière que les étoiles nous envoient peut être analysée à
l’aide d’un spectroscope. Cette étude nous fournit des
renseignements précieux sur cet astre.
Les étoiles émettent un spectre continu produit par les régions
internes qui sont très chaudes ; le rayonnement traverse ensuite
les régions superficielles qui sont plus froides et jouent le rôle
d’un absorbant. Le spectre d’une étoile se présente donc
comme un spectre continu comportant de nombreuses raies
noires (raies d’absorption).
Ce spectre nous renseigne :
- sur la température de l’étoile : plus une étoile est chaude, plus son spectre s’étend sur le
violet. On en déduit, de cette manière, la température de surface de l’étoile.
- sur la composition chimique de l’étoile : les raies d’absorption du spectre continu d’une
étoile permettent de déterminer la nature des éléments présents dans les couches superficielles
de l’étoile (où ces éléments existent à l’état atomique). De plus, ces raies d’absorption
caractéristiques d’un élément sont d’autant plus noires que cet élément est présent en plus
grande quantité.
Etude d’un spectre de lumière.
1. Le spectre de la lumière provenant d’un étoile comporte des raies noires sur un fond
continu. A quoi correspond le fond continu ? Pourquoi observe-t-on des raies noires sur ce
spectre ?
2. Les fonds continus des spectres de trois étoiles différentes sont les suivants :
Etoile 1
Etoile 2
Etoile 3
Classer ces étoiles par température de surface croissante.
3. L’observation du spectre de la lumière provenant d’une étoile mystérieuse donne :
4°) On sait que la couche superficielle de cette étoile n’est constituée que d’un seul élément,
X ou Y. Les spectres d’émission de ces éléments sont connus et donnés ci-dessous. Quel est
celui contenu dans la couche qui entoure l’étoile ?
X
Y
2°)ELEMENTS CHIMIQUES PRESENTS A LA SURFACE D’UNE
ETOILE
-
Lancer l’application « analyse_spectrale.exe » placée dans le répertoire d’échange de
votre classe.
Sélectionner une étoile.
En comparant le spectre de l’étoile et les spectres d’émission des éléments proposés,
identifier les éléments présents à la surface de l’étoile.
Refaire la même étude pour deux autres étoiles.
3°) ETUDE DU SPECTRE D’UNE ETOILE
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