8. spectres (ds non corrigé)

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2nd8 16/10/2013 Interrogation écrite.
Durée : 1h.
Exercice 1
On réalise à l’aide des montages 1 et 2 le spectre d’émission puis d’absorption de l’élément
hydrogène.
1) Expliquer comment produire un spectre d’absorption puis d’émission.
2) A quoi ressemble un spectre d’émission ? D’absorption ?
3) Mesurer la distance entre 385 nm et 700 nm. En déduire combien 1 cm représente de
nm.
4) Déduire de l’échelle que vous avez trouvé dans le 3) les valeurs des 5 longueurs d’onde
1 , 2, 3, 4 et 5 du spectre d’émission de l’hydrogène
5) Ecrire en notation scientifique et dans l’unité légale de longueur les valeurs 385 nm et
700 nm.
Exercice 2 :
Un corps « chaud » émet un rayonnement lumineux dont le spectre est un spectre continu
d’origine thermique. L’intensité de ce rayonnement lumineux est différente pour chaque
radiation émise. Elle est maximale pour une radiation de longueur d’onde m telle que m  T
= 2,9.106 , avec m exprimée en nm et la température T du corps en kelvin (symbole K). On
obtient la valeur de T (en K) en ajoutant 273 à la température exprimée en degrés Celsius
(°C).
1) Pour la surface du Soleil, m  520 nm. En déduire la température de surface du Soleil (en
K )
2) Dans un livre d’astronomie, on relève que l’étoile Bételgeuse de la constellation d’Orion a
une température de 3200 K. Calculer m. Cette longueur d’onde correspond-elle à une
radiation visible ? Justifier.
3) Les deux étoiles les plus brillantes de la constellation d’Orion sont Rigel et Bételgeuse.
L’une est rouge et l’autre bleue. Laquelle des deux est Bételgeuse ? Justifier.

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Exercice n°3 : Compléter :
1) Le spectre de la lumière émise par un solide chauffé est .............................. et il s'enrichit
vers les........................... longueurs d'onde lorsque la température du solide augmente.
2) Le spectre de la lumière issue d'une étoile permet d'obtenir des informations sur la
............................... de l'étoile et sur la composition de ....................................
3) Dans une lampe à vapeur de sodium, les atomes émettent de la lumière car ils sont excités
par une............................................. Le spectre de cette lumière est un
spectre..............................................
4) Si par contre, de la lumière blanche traverse du sodium gazeux, le spectre obtenu est un
spectre..................................
exercice n°4 :Présence de sodium dans l’atmosphère d’une étoile ?
La figure ci-dessous représente le spectre d'émission d'une lampe à vapeur de mercure et le
spectre d'une étoile. Le tableau ci-dessous donne les longueurs d'onde des raies du mercure
représentées sur la figure ( raies 1,2,3 et 4) ainsi que les abscisses des différentes raies
numérotées , mesurées sur l'axe Ox.
raie
1
2
3
4
5
x (cm)
0,4
12,2
14,8
17,9
15,8
 (nm)
405
546
577
615
?
1- Comment appelle t-on le spectre de la lampe à vapeur de mercure et celui de l’étoile
2- Pourquoi la lumière des étoiles fournit un spectre de raies ?
3- Tracer la courbe d’étalonnage  = f(x).
4- Déterminer à l’aide de la courbe la longueur d'onde de la raie n°5 du spectre de l'étoile .
Donner votre méthode.
5- Le spectre du sodium présente une raie jaune de longueur d'onde dans le vide
nm590
. L'atmosphère de l'étoile comporte-t-il l’élément sodium?
O