TP DI – La tête dans les étoiles

Analyse de
la lumière
La tête dans les étoiles
 La situation déclenchante :
Il est impossible d’approcher l’étoile de Rigel qui se situe à 774 a.l. dans la
constellation d’Orion.
Pouvons-nous tout de même déterminer la composition de
l’atmosphère de l’étoile de Rigel depuis la Terre ?
 Les supports de travail :
Doc 1 : Extrait du spectre de l’étoile de Rigel observé depuis la Terre
et un extrait du spectre d’émission de l’argon obtenu avec le même
spectroscope de référence 
Tout ce qui apparait blanc est en réalité en couleur.
Tout ce qui apparait noir ou gris est en réalité noir.
Doc 2 : Longueur d’onde en nm de certaines raies d’émission
caractéristiques de quelques espèces chimiques
H
410
434
484
655
He
447
470
493
500
504
587
668
Na
589
590
Mg
515
517
518
Ca
423
458
526
527
Ti
467
469
498
Mn
404
Fe
438
489
492
496
533
537
540
Ni
508
 Les consignes :
 Pourquoi le spectre de l’étoile de Rigel comporte-t-il des raies
d’absorption ?
 L’atmosphère de cette étoile est-elle composée d’argon ?
 Sinon, à quoi sert le spectre de l’argon ?
 Rédigez un protocole permettant de déterminer les longueurs
d’ondes des raies d’absorption de l’étoile de Rigel.
 Mettre en œuvre ce protocole et déterminer la composition de
l’atmosphère de cette étoile. (On tolère un écart de ± 2nm à
cause des erreurs de reprographie)
 Les compétences travaillées :
La démarche scientifique
Rechercher, extraire et organiser l’information utile.
Mettre en œuvre un raisonnement
Mobiliser des connaissances.
Travailler en équipe.
L'approche expérimentale
Élaborer et mettre en œuvre un protocole.
Réaliser et analyser les mesures, en estimer la précision
et écrire les résultats de façon adaptée.
Doc 1 :
Spectre de Rigel de l’Argon
451 nm
519 nm
603 nm
549 nm
642 nm
675 nm
470 nm
Jokers utilisés :

Les nombres en nm face au raies du spectre de l’argon correspondent aux longueurs d’ondes des radiations
émises par l’argon.
Le trait en pointillés sur le spectre de Rigel sert de référence pour vos mesures et correspond à une longueur
d’onde de 451 nm.
Il faut faire une courbe d’étalonnage : mesurer en cm les distances entre la raie d’émission de 451 nm et les
différentes raies d’émission du spectre de l’Argon.
Le tableau suivant doit figurer sur votre copie :
L (mm)
0
 (nm)
451
470
519
549
603
642
675
Le zéro de votre règle est placé sur la raie de 451 nm
Echelle pour tracer la courbe : Abscisse :  1 cm pour 10 mm
Ordonnée : L 1 cm pour 10 nm en commençant à 450 nm.
Il faut utiliser la courbe d’étalonnage afin de déterminer la longueur d’onde de toutes les raies du spectre de
l’étoile de Rigel.
Le tableau suivant doit figurer sur votre copie :
Compléter le tableau suivant à l’aide de la courbe d’étalonnage :
Spectre de Rigel :
Raie :
L (mm)
 (nm)
Elément
chimique
( à ± 1nm
près)
Les nombres en nm face au raies du spectre de l’argon correspondent aux longueurs d’ondes des radiations
émises par l’argon.
Le trait en pointillés sur le spectre de Rigel sert de référence pour vos mesures et correspond à une longueur
d’onde de 451 nm.
Il faut faire une courbe d’étalonnage : mesurer en cm les distances entre la raie d’émission de 451 nm et les
différentes raies d’émission du spectre de l’Argon.
Le tableau suivant doit figurer sur votre copie :
L (mm)
0
 (nm)
451
470
519
549
603
642
675
Le zéro de votre règle est placé sur la raie de 451 nm

Pour aller plus loin :
1. Comment qualifier le spectre de l’Argon et de l’étoile de Rigel à l’aide des mots : absorption, émission,
monochromatique, polychromatique, continu et discontinu ?
2. A quelle distance de la Terre exprimée en km, se situe l’étoile de Rigel ?
3. Quelle est l’information manquante dans le spectre donné sur le doc 1 pour nous permettre de déterminer
la température de surface de l’étoile ?