Page 1 Baccalauréat professionnel Discipline : Travaux pratiques

Baccalauréat professionnel
Discipline : Travaux pratiques de sciences physiques
Durée : 45 min
La clarté des raisonnements et la qualité de rédaction interviendront dans l'appréciation des copies.
Les calculatrices électroniques sont autorisées
L’examinateur intervient à la demande du candidat ou quand il le juge utile.
Dans la suite du document, ce symbole signifie “ Appeler l’examinateur ”.
Le soleil nous apparait de couleur jaune.
Peut-on trouver la température de notre soleil à partir de son spectre
d'émission ?
Question n° 1 :
► En synthèse additive, le jaune est le mélange des lumières rouge et verte .
► En synthèse soustractive le jaune est, avec le cyan et le magenta, l'une des trois couleurs
primaires .
► Le jaune est la couleur de la lumière dont la longueur d'onde est comprise entre 565 et 590
nm. C'est notamment la couleur du doublet du sodium .
Proposer une liste de matériel et un protocole permettant d'obtenir ces trois jaunes afin
d'étudier leur spectre.
Appel n° 1
Appeler l’examinateur afin de lui présenter le protocole puis effectuer les
manipulations devant lui.
Établissement :
Note :
/10
Ville :
Date :
NOM – Prénom du candidat :
Nom de l’évaluateur :

Question n° 2 :
On a effectué une analyse spectrale des trois jaunes obtenus. Associer chaque spectre à la
source correspondante.
Appel n° 2
Expliquer à l'examinateur les choix effectués puis devant l'examinateur vérifier
les réponses précédentes à l'aide du spectromètre à fibre SpectroVio.
Question n° 3 :
Un corps incandescent chauffé à haute température apparaît
successivement rouge, orange, jaune, blanc puis bleu par température
croissante. La couleur du corps ne dépend alors que de la température à
laquelle il est porté, c'est le cas des étoiles.
Les étoiles émettent en fait un spectre continu produit par les régions
internes qui sont très chaudes. Le rayonnement traverse ensuite les régions
superficielles qui sont plus froides et jouent le rôle d’un absorbant.
Ce spectre nous renseigne sur la température de l’étoile : plus une étoile est chaude, plus son
spectre s’étend sur le violet. On en déduit, de cette manière, la température de surface de
l’étoile.
La loi de Wien relie la longueur d'onde λm, en mètre, correspondant au maximum d'émission
lumineuse du spectre de l'étoile, à la température T, en kelvin, de l'étoile :
λm × T = 2,9 × 10-3 m.K
On dispose de la représentation suivante :

Déterminer graphiquement la longueur d'onde λmen nm, du maximum d'émission puis
utiliser la loi de Wien afin d'obtenir la température T, en K, du soleil.
1 nm = 10-9m.
Question n° 4 :
Le résultat précédent est-il en accord avec le tableau suivant ? Justifier la réponse.
Question n° 5 :
Il découle de cette loi que plus un objet est chaud, plus la longueur d'onde maximum du
rayonnement qu'il émet est courte. On désire le vérifier.
On utilise alors une ampoule de 12 V reliée à une alimentation réglable et le spectromètre à
fibre SpectroVio.
Faire varier la tension d'alimentation et indiquer si les observations sont en accord avec
l'affirmation précédente en justifiant précisément la réponse.

Corrigé
Le soleil nous apparait de couleur jaune.
Peut-on retrouver la température de notre soleil à partir de son spectre
d'émission ?
Question n° 1 : Qu'est-ce que la lumière jaune ?
► En synthèse additive, c'est le mélange des lumières rouge et verte .
► En synthèse soustractive le jaune est, avec le cyan et le magenta, l'une des trois couleurs
primaires .
► Le jaune est la couleur de la lumière dont la longueur d'onde est comprise entre 565 et 590
nm. C'est notamment la couleur du doublet du sodium .
Proposer une liste de matériel et un protocole permettant d'obtenir ces trois jaunes afin
d'étudier leur spectre.
Pour l'obtention du jaune  on utilise deux projecteurs,
l'un qui éclaire en lumière rouge et l'autre en lumière
verte dans une même direction.
Pour le jaune , on utilise un projecteur muni d'un filtre
jaune.
Le jaune  est obtenu à l'aide d'une lampe spectrale au sodium.
L'étude du spectre s'effectue à l'aide d'un spectroscope.
Appel n° 1
Appeler l’examinateur afin de lui présenter le protocole puis effectuer les
manipulations devant lui.

Question n° 2 :
On a effectué une analyse spectrale des trois jaunes obtenus. Associer chaque spectre à la
source correspondante.
Le premier spectre correspond au jaune , le suivant au jaune , le dernier au jaune
.
Appel n° 2
Expliquer à l'examinateur les choix effectués puis devant l'examinateur vérifier
les réponses précédentes à l'aide du spectromètre à fibre SpectroVio.
Question n° 3 :
Un corps incandescent chauffé à haute température apparaît
successivement rouge, orange, jaune, blanc puis bleu par température
croissante. La couleur du corps ne dépend alors que de la température à
laquelle il est porté, c'est le cas des étoiles.
Les étoiles émettent en fait un spectre continu produit par les régions
internes qui sont très chaudes. Le rayonnement traverse ensuite les régions
superficielles qui sont plus froides et jouent le rôle d’un absorbant.
Ce spectre nous renseigne sur la température de l’étoile : plus une étoile est chaude, plus son
spectre s’étend sur le violet. On en déduit, de cette manière, la température de surface de
l’étoile.
La loi de Wien relie la longueur d'onde λm, en mètre, correspondant au maximum d'émission
lumineuse du spectre de l'étoile, à la température T, en kelvin, de l'étoile : λm × T = 2,9 × 10-3 m.K