Radar

Laboratoire 5. Radar et spectromètre.
Buts:
- Apprendre à utiliser le radar du logiciel KeplerIII,
- Trouver la vitesse radiale d’un objet dans l’espace par effet Doppler,
- Découvrir les caractéristiques du spectre.
Formule :
d  c t
d = distance (km) entre la Terre et la planète étudiée,
c = vitesse de la lumière = 300000 km/s,
t = temps aller (sec),
Radar : À partir d’un radar sur Terre on émet une onde à 100 MHz, lorsque l’onde
frappe une planète elle est réfléchie dans toutes les directions. La fréquence de
l’onde réfléchie est modifiée selon la vitesse de la planète. À partir de la fréquence
reçue sur Terre on peut retrouver la vitesse de la planète
 100 MHz

v1  c  
 1
 fréquence reçu 
v1 = vitesse (km/s) radiale relative entre la planète étudiée et la Terre,
c = vitesse de la lumière = 300000 km/s,
fréquence reçue par le radar après avoir frappé la planète.
si v > 0 la planète s’éloigne,
si v < 0 la planète s’approche.
Spectre. La lumière provenant du Soleil est réfléchie par les anneaux de Saturne,
on peut observer un décalage vers le rouge ou vers le bleu des bandes sombres du
spectre selon la vitesse des anneaux. C’est le même principe que le radar mais ici
c’est le Soleil qui est la source des ondes.
 longueur d' onde mesurée

v 2  c  
 1
589,590 nm


v2 = vitesse (km/s) radiale relative entre les anneaux de Saturne et la Terre,
c = vitesse de la lumière = 300000 km/s,
longueur d’onde mesurée dans le spectromètre.
si v > 0 la partie de l’anneau s’éloigne, si v < 0 cela s’approche.
Manipulations
Partie A. Trouver la distance et la vitesse des planètes.
1. Placer Kepler pour observer le ciel à Rouyn-Noranda, 30 janvier 2013 à 12h00.
2. Observer Mercure au télescope et sélectionner l’option RADAR.
3. « Émettre le signal » et prendre en note le temps aller-retour de l’onde et la
fréquence reçu.
4. Refaire l’étape précédente pour chacune des planètes.
Partie B. Trouver la vitesse de rotation des anneaux de Saturne.
5. Observer Saturne au télescope à 4000X et cliquer l’option spectrographe.
Le spectre de Saturne est identique à celui du soleil car Saturne réfléchie la lumière
du Soleil.
6. Placer, à l’aide de la souris, le curseur sur la raie noire 589,589 nm et faire un
zoom à 560 pixels/nm.
7. Trouver la longueur d’onde réfléchie par Saturne et de ses anneaux du point A au
point F.
Compte rendu
Un rapport de laboratoire par équipe de 2.
1) Quelle est la signification de vitesse radiale par rapport à la terre ?
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2) Pour chacune des planètes trouver la distance qui la sépare de la Terre en
million de km et leur vitesse (radiale) par rapport à la terre. Remplir un tableau
comme ci-dessous :
Planète
Temps
Distance
aller (sec) (million de km)
Fréquence
reçue (MHz)
Vitesse Direction
(km/s) (s’éloigne)
V1
(s’approche)
Mercure
Vénus
Mars
Jupiter
Uranus
Neptune
3) Pour Saturne et ses anneaux reproduire un tableau comme ci-dessous.
Point
Raie mesurée (nm) Vitesse (km/s)
V2
Direction (s’éloigne, s’approche)
A
B
C
D
E
F
4) Pourquoi y a-t-il une différence de vitesse (direction et module) des anneaux
entre le bord ouest et le bord est de Saturne ? ____________________________
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5) Vue de l’étoile polaire est ce que les anneaux de Saturne tourne sens horaire ou
anti-horaire. ______________________________________________________
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