2-14 La lumière des étoiles
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Chapitre 14 : la lumière des étoiles 2nde - 2014 www.pichegru.net - Belin Ch14 G Géén néérraalliittééss SSp peeccttrreess SSp peeccttrree eett eessp pèècceess cch hiim miiqqu ueess Savoir que la longueur d’onde caractérise dans l’air et dans le vide une radiation monochromatique. Utiliser un système dispersif pour visualiser des spectres d’émission et d’absorption et comparer ces spectres à celui de la lumière blanche. Repérer, par sa longueur d’onde dans un spectre d’émission ou d’absorption une radiation caractéristique d’une entité chimique. Le spectre d’une lumière est la décomposition des différentes couleurs contenu dans cette lumière. On peut obtenir un spectre avec un dispositif dispersif (qui décompose la lumière) tel qu’un prisme ou un réseau. Un spectre de raies permet de caractériser des entités chimiques (atomes ou ions) présentes dans un gaz. La lumière est une onde de la même nature que les ondes radio, micro-ondes, infrarouge, ultraviolet et rayons X. La couleur de la lumière dépend de sa longueur d’onde λ. λ Obtention d’un spectre avec un prisme SSPPPEEECCCTTTRRREEECCCO O N T N U ON NT TIIIN NU U Savoir qu’un corps chaud émet un rayonnement continu, dont les propriétés dépendent de la température. Spectre de la lumière blanche 400 500 600 700 La longueur d’onde dans le vide de la lumière visible varie entre 390 nm (violet) à 780 nm (rouge), en passant par toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Un corps chaud (étoile, filament de lampe, etc) émet un rayonnement dont le spectre est continu : le fond est coloré sans raie ni interruption entre les couleurs. Ce spectre s’enrichit en radiations de courtes longueur d’onde (violet, bleu) quand la température du corps augmente. Une entité chimique ne peut absorber que les radiations qu’elle est capable d’émettre. SSp peeccttrree eett ééttu uddee ddeess ééttooiilleess Interpréter le spectre de la lumière émise par une étoile : température de surface et entités chimiques présentes dans l’atmosphère de l’étoile. Connaître la composition chimique du Soleil. Photosphère Moins chaud Une lumière monochromatique (= d’une seule couleur) est composée d’une radiation d’une seule longueur d’onde (ex : laser). Une lumière blanche est un mélange de radiations de plusieurs longueur d’onde. Elle est polychromatique. (ex : lumière du soleil, lumière d’une ampoule à incandescence). Un spectre de bande permet de caractériser des entités chimiques (atomes, ions ou molécules) présentes dans une solution. Soleil 79% hydrogène 20 % hélium Plus chaud Encore plus chaud Spectre de la lumière émise par un corps chaud en fonction de sa température Chromosphère SSPPPEEECCCTTTRRREEED D R A D M O N DEEER RA AIIIEEESSSD D’’ÉÉÉM MIIISSSSSSIIIO ON N • Photosphère : correspond à la surface de l’étoile. C’est Un gaz recevant de l’énergie émet un rayonnement dont le spectre est discontinu : le fond est noir, entrecoupé de fines raies colorées. C’est un spectre de raies d’émission. • Chromosphère : Il s’agit de l’atmosphère de l’étoile. énergie gaz lumière émise prisme de là qu’est émise la lumière. C’est un gaz composé de nombreux éléments chimiques (fer, nickel, calcium, hydrogène, etc) capables d’absorber certaines radiations. Le spectre de raies d’absorption de la lumière émise par une étoile nous apporte 2 renseignements : - Le fond du spectre nous indique la température de la photosphère. - Les raies noires nous indiquent quels sont les éléments présents dans la chromosphère. Analyse de spectres d’étoiles Spectre de raies d’émission SSPPPEEECCCTTTRRREEED D R A D A B O R P T O N DEEER RA AIIIEEESSSD D’’A AB BSSSO OR RP PT TIIIO ON N Si un faisceau de lumière blanche traverse un gaz, le spectre de la lumière transmise (c-à-d. recueillie après la traversée) présente des raies noires sur fond continu coloré : c’est un spectre de raies d’absorption. lumière blanche gaz lumière transmise prisme Chaque raie noire correspond à une radiation absorbée. Comparaison de spectres d’émission et de spectres d’absorption
