DEVOIR DE PHYSIQUE : LES MESSAGES DE LA LUMIERE

DEVOIR DE PHYSIQUE 4 : LES ETOILES
EXERCICE 1 : LONGUEURS D’ONDE 2,5 pts
1. Citer deux dispositifs permettant de décomposer
une lumière ? 0,5 pt
2. Voici quelques longueurs d’onde de radiations :
λ1 = 4,50x102 nm ; λ2 = 0,250 µm ; λ3 = 650 nm ;
λ4 = 835x10–9 m.
a. Exprimer les longueurs d’onde λ2 et λ4 en nm. 1 pt
b. Donner, parmi cette liste, les longueurs d’onde correspondant à des radiations
visibles pour l’œil humain. Justifier. 1 pt
EXERCICE 2 : LUMIERE ET TEMPERATURE 3 pts
On a représenté ci-contre les spectres de la lumière émise par trois étoiles.
1. Quelle est la partie
d’une étoile qui émet
de la lumière ? 0,5 pt
2. Caractériser ces trois
spectres (émission ou
absorption ; continu
ou de raies). 0,5 pt
3. Quelle observation relative à ces spectres permet d’affirmer que la lumière est émise du
fait d’une très haute température ? 0,5 pt
4. Classer ces étoiles par température de surface croissante. Justifier. 1,5 pts
EXERCICE 3 : LUMIERE ET COMPOSITION CHIMIQUE 4,5 pts
Les figures 1 et 2 représentent, à la même échelle, les
spectres d’émission de deux éléments différents notés par
la suite (1) et (2). La figure 3 représente le spectre de la
lumière d’une étoile, lui aussi représenté à la même échelle.
1. Que représentent les traits verticaux noirs dans le
spectre de l’étoile ? Quelle est la partie de l’étoile qui
est responsable de ces raies ? 1 pt
2. Le spectre de l’étoile permet-il d’y déceler la
présence de l’élément (1) et/ou de l’élément (2) ?
Justifier. 1,5 pts
3. A l’aide des docs 2 et 3, déterminer si l’atmosphère du Soleil contient des atomes
d’hydrogène. Justifier. 1,5 pts
4. Comparer les longueurs d’onde des radiations émises et des radiations absorbées par
l’hydrogène. Justifier. 0,5 pt
DEVOIR DE PHYSIQUE 4 : LES ETOILES
EXERCICE 1 : LONGUEURS D’ONDE 2,5 pts
1. Citer deux dispositifs permettant de décomposer
une lumière ? 0,5 pt
2. Voici quelques longueurs d’onde de radiations :
λ1 = 4,50x102 nm ; λ2 = 0,250 µm ; λ3 = 650 nm ;
λ4 = 835x10–9 m.
a. Exprimer les longueurs d’onde λ2 et λ4 en nm. 1 pt
b. Donner, parmi cette liste, les longueurs d’onde correspondant à des radiations
visibles pour l’œil humain. Justifier.1 pt
EXERCICE 2 : LUMIERE ET TEMPERATURE 3 pts
On a représenté ci-contre les spectres de la lumière émise par trois étoiles.
1. Quelle est la partie
d’une étoile qui émet
de la lumière ? 0,5 pt
2. Caractériser ces trois
spectres (émission ou
absorption ; continu
ou de raies). 0,5 pt
3. Quelle observation relative à ces spectres permet d’affirmer que la lumière est émise du
fait d’une très haute température ? 0,5 pt
4. Classer ces étoiles par température de surface croissante. Justifier. 1,5 pts
EXERCICE 3 : LUMIERE ET COMPOSITION CHIMIQUE 4,5 pts
Les figures 1 et 2 représentent, à la même échelle, les
spectres d’émission de deux éléments différents notés par
la suite (1) et (2). La figure 3 représente le spectre de la
lumière d’une étoile, lui aussi représenté à la même échelle.
1. Que représentent les traits verticaux noirs dans le
spectre de l’étoile ? Quelle est la partie de l’étoile qui
est responsable de ces raies ? 1 pt
2. Le spectre de l’étoile permet-il d’y déceler la
présence de l’élément (1) et/ou de l’élément (2) ?
Justifier. 1,5 pts
3. A l’aide des docs 2 et 3, déterminer si l’atmosphère du Soleil contient des atomes
d’hydrogène. Justifier. 1,5 pts
4. Comparer les longueurs d’onde des radiations émises et des radiations absorbées par
l’hydrogène. Justifier. 0,5 pt
Préfixe
Micro
Nano
Symbole
µ
n
Puissance
de 10
associée
10-6
10-9
Préfixe
Micro
Nano
Symbole
µ
n
Puissance
de 10
associée
10-6
10-9
400
500
600
700
800
Longueur d’onde (en nm)
Etoile 1
Etoile 2
Etoile 3
DOC. 3 : longueurs d’onde de quelques
radiations caractéristiques de l’hydrogène
1
2
3
4
410 nm
434 nm
486 nm
656 nm
DOC. 2 : longueurs d’onde (en nm) des raies d’absorption du
spectre du Soleil.
1
393
4
422,7
7
466,8
10
495,7
13
526,2
2
396,8
5
434
8
486,1
11
498,2
14
532,8
3
410
6
438
9
491,9
12
516,7
15
537,1
400
500
600
700
800
Longueur d’onde (en nm)
Etoile 1
Etoile 2
Etoile 3
DOC. 3 : longueurs d’onde de quelques
radiations caractéristiques de l’hydrogène
1
2
3
4
410 nm
434 nm
486 nm
656 nm
DOC. 2 : longueurs d’onde (en nm) des raies d’absorption du
spectre du Soleil.
1
393
4
422,7
7
466,8
10
495,7
13
526,2
2
396,8
5
434
8
486,1
11
498,2
14
532,8
3
410
6
438
9
491,9
12
516,7
15
537,1