Savoir son cours Un. 3 La lumière des étoiles – exercices

(Les étoiles, matrices des éléments chimiques)
Savoir son cours
Un. 3
La lumière des étoiles – exercices
a) Comment qualifier la lumière dont le
spectre est représenté ci-dessus ?
b) Que signifie nm ?
c) A quelle grandeur physique cette unité est-
elle associée ?
 Spectre…
La longueur d’onde de la raie verte du spectre A
est v = 521 nm.
a) Parmi les spectres ci-dessous, quel est celui de
la lumière blanche ?
b) Quelles sont les longueurs d’ondes des
radiations visibles par l’œil humain ?
c) La longueur d’onde de la raie jaune est-elle de
280 nm, 450 nm, 584 nm ou 948 nm ?
 Associer couleur et longueurs
d’onde :
 QCM :
Le spectre de la lumière émise par un
filament de tungstène chauffé à 2700°C …
est un spectre de
raies d’émission
est un spectre
d’émission continu
ne contient qu’une
raie d’émission située
dans le rouge
Le spectre d’émission d’une étoile renseigne
sur …
la taille de cette étoile
le nombre de planètes
qui gravitent autour
la composition
chimique de son
atmosphère
Traversé par un courant de forte intensité, le
filament d’une ampoule brille fortement.
Lorsqu’on diminue l’intensité du courant, il
brille un peu moins. Le spectre qu’il émet
alors…
s’enrichit en radiations
ultra-violettes
s’appauvrit en
radiations ultra-
violettes
ne contient plus de
radiations rouges
Les spectres ci-dessous correspondent à la
lumière émise par une lampe à incandescence
dont le filament est porté à différentes
températures.
a) Comment évolue le spectre quand la
température du filament diminue ?
b) Classer les spectres ci-dessus par ordre
décroissant de température.
 Quand la température varie…
Qualifiez les spectres ci-dessous en utilisant les
termes : continu, absorption, émission et raies.
 Spectre…

Utiliser ses connaissances
 Andromède :
 La couleur des étoiles :
Ces trois spectres sont représentés à la même
échelle :
Le spectre de la lumière émise par l’hélium
comporte de nombreuses raies dont trois ont
pour longueur d’onde respective 501 nm, 587
nm et 668 nm.
a) Identifiez le spectre de l’hélium parmi ceux
proposés.
b) L’hélium émet aussi une radiation de
longueur d’onde proche de 300 nm.
Pourquoi cette radiation n’est-elle pas
observée ?
a) Qualifiez les spectres ci-dessous en utilisant
les termes : continu, absorption, émission et
raies.
b) Quel est le rôle du réseau représenté sur les
schémas de montage ci-dessus ? Par quoi
pourrait-on le remplacer ?
c) Associez à chaque spectre le montage
correspondant.
 Du montage au spectre…
Associez à chaque spectre l’expérience qui lui
correspond.
 Association de schémas :
Voici le spectre d’absorption du Lithium :
a) A quoi correspondent les raies noires de ce
spectre ?
b) Représentez le spectre d’émission du lithium.
 Carte d’identité du lithium :
a) Quelle partie de l’étoile est responsable de
sa couleur apparente ?
b) Quelle est la nature du spectre émis par
cette partie de l’étoile ?
c) Classer ces étoiles selon la valeur croissante
de leurs températures.

 Un bouquet d’étoiles :
 Tube fluorescent…
 L’étoile Véga…
Véga est une des étoiles les plus brillantes du ciel,
de couleur blanc-bleutée. Son spectre et la
représentation de l’intensité lumineuse de chaque
radiation en fonction de la longueur d’onde sont
connus :
En 1879, William Huggins a utilisé le spectre de
Véga pour commencer la classification des étoiles.
Un extrait de cette classification permet de
différencier deux types d’étoiles :
Certaines étoiles paraissent colorées dans le ciel
nocturne. Le document ci-dessous représente les
spectres de trois étoiles notées A, B, et C. L’étoile
A est blanche, l’étoile B est bleue et l’étoile C est
rouge.
a) Classer les étoiles par ordre de température
croissant.
b) Comment évoluent les spectres de l’étoile la
plus froide à la plus chaude.
c) Associer les spectres à chacune des étoiles.
On a réalisé le spectre de la lumière émise per un
tube fluorescent et on a mesuré l’intensité
lumineuse de chaque radiation en fonction de sa
longueur d’onde.
a) La lumière étudiée peut-elle être émise par un
filament chauffé ? Justifiez.
b) Comment pourrait être émise cette lumière ?
c) Les tubes fluorescents sont souvent appelés
« néons ». Ce nom est-il correct ?
 L’étoile Markab…
Markab est l’étoile la plus brillante de Pégase,
une constellation qui domine le ciel d’automne.
Son spectre d’absorption est reproduit ci-
dessous :
a) De quel type est le spectre de l’étoile ?
Justifiez.
b) L’étoile possède-t-elle une atmosphère ?
Justifiez.
c) Parmi les raies A, B, C, D et E du spectre,
quelles sont les raies qui peuvent être dues à
la présence de calcium dans la chromosphère
de l’étoile ?
a) La température de surface de Véga est-elle plus
élevée ou plus faible que celle du Soleil ?
b) Déterminer les valeurs des longueurs d’onde
de huit raies les plus importantes du spectre.
c) Véga est-elle une étoile de type B ou A ?