Terminale S – Réforme 2012 www.stardustlabs.fr
1. Dans le cas du mouvement des galaxies,
est la fréquence d’une raie particulière émise par la
galaxie (également la fréquence de cette même raie en laboratoire sur Terre),
la fréquence perçue
pour cette même raie depuis la Terre,
la vitesse radiale de la galaxie par rapport à la Terre et V la
célérité de la lumière dans le vide.
2. Si l’émetteur s’éloigne, d’après la relation
le rapport
étant positif et plus petit que 1, le
rapport
sera plus grand que 1, soit
Si l’émetteur s’approche, d’après la relation
le rapport
étant positif et plus petit que 1,
le rapport
sera plus petit que 1, soit
3. Il est possible de déterminer si une galaxie s’éloigne ou s’approche de nous en analysant son spectre :
celui-ci contient les raies caractéristiques des éléments qui la composent, notamment l’hydrogène.
Si on observe un décalage des raies de l’hydrogène vers les courtes longueurs d’ondes (vers le bleu),
c’est que les fréquences de ces raies sont plus grandes que les fréquences de référence en laboratoire,
alors la galaxie s’approche de nous (c’est le cas de la galaxie d’Andromède).
Si par contre on observe un décalage de ces raies vers les plus grandes longueurs d’ondes (vers le
rouge), les fréquences reçues sont plus petites que les fréquences de référence, la galaxie s’éloigne
(c’est le cas pour la majorité des galaxies).
4. L’effet Doppler-Fizeau a permis de mettre en évidence que les galaxies s’éloignent actuellement les
unes des autres, ce qui veut dire que, si l’on remontait le temps, elles seraient plus proches : cela traduit
l’expansion de l’Univers, et donc le phénomène de « Big Bang » à l’origine (toute la matière était
concentrée en un point).
1. Par spectroscopie, on peut accéder à la vitesse radiale d’une étoile en mesurant la longueur d’onde des
raies d’un élément de l’étoile : si ces raies sont décalées vers le bleu, l’étoile s’approche ; et si les raies
sont décalées vers le rouge, l’étoile s’éloigne.
2. Graphiquement, on relève que les vitesses radiales extrêmes sont
et
: la
vitesse radiale moyenne est donc
1
min max 33,11 33,22 33,16 .
22
rad vv
v kms
3. a. Entre le 27 juin 2009 et le 27 juillet 2009, on compte 7 périodes :
b. En comparaison de la période de révolution de la Terre autour du Soleil (365 jours un quart), cette
période est très courte : la planète orbite probablement très près de l’étoile 51 Pegasi.
1. Les pics de ce graphe représentent les raies d’absorption du spectre de l’étoile HD45282.
2. Longueur d’onde observé pour la raie
:
3.
8 5 1 1
4344,5 4340,47
3,00.10 2,79.10 . 279 .
4340,47
r
r
v c ms kms
4. a. Le décalage est observé vers le rouge : la longueur d’onde perçue est plus grande que la
longueur d’onde de référence.
b. L’étoile s’éloigne de nous puisque son spectre est décalé vers le rouge.