Activité n°1 : Ballades dans l`Univers

2°10
PHYSIQUE
PREMIERE PARTIE : « L’UNIVERS »
2014 / 2015
CORRECTION DE L’ACTIVITE N°6 SUR LE CHAPITRE 1 « A LA DECOUVERTE DE L’UNIVERS »
1ERE PARTIE : LE PRINCIPE DE LA PROPAGATION RECTILIGNE DE LA LUMIERE
1) Expérience n °1 : Propagation de la lumière dans un milieu homogène et transparent.
 Montage :
Laser Eau pure
R1)  Un milieu homogène et transparent est un milieu qui laisse totalement passer la lumière et pour lequel les
propriétés physico-chimiques (température, concentration, …) sont les mêmes en tous points ;
 L’eau pure et l’air pur, à température constante, sont des exemples de tels milieux.
R2) Voir ci-dessus.
2) Expérience n°2 : Propagation de la lumière dans un milieu hétérogène et transparent.
 Montage :
Laser Eau + sel au fond
R3)  Un milieu hétérogène et transparent est un milieu qui laisse totalement passer la lumière et pour lequel les
propriétés physico-chimiques (température, concentration, …) ne sont pas les mêmes en tous points ;
 De l’eau dans un récipient avec du sel au fond, de l’air avec des variations de température d’un point à un autre
sont des exemples de tels milieux.
R4) Voir ci-dessus.
3) Conclusion : Le principe de la propagation rectiligne de la lumière.
R5) Un théorème se démontre alors qu’un principe ne se démontre pas. Un principe est un point de départ issu d’un
résultat expérimental et non réfuté jusqu’à ce jour.
R6) « Dans le vide et dans tous milieux homogènes et transparents, la lumière se propage en ligne droite ».
2EME PARTIE : VITESSE DE LA LUMIERE DANS LE VIDE OU DANS L’AIR, ANNEE DE LUMIERE ET « VOIR LOIN, C’EST VOIR DANS LE PASSE »
R7)  Les deux distances spécifiques utilisées en astronomie sont l’unité astronomique et l’année de lumière ;
 On les utilise pour exprimer les très grandes distances de l’Univers avec des nombres « raisonnables » et pour
faciliter la comparaison de ces grandes distances.
R8) L’année de lumière, notée AL, est la distance parcourue par la lumière dans le vide pendant une année.
R9) La vitesse de la lumière dans le vide et dans l’air est c = 3,00.108 m.s1.
R10) La relation entre la vitesse c, la distance parcourue d et la durée du parcours Δt est c =
Δt
d
.

R11) 9 460 milliards de km = 9 460  109  103 m = 9,460.1015 m.
R12) 1 AL = c  Δt = 3,00.108  365,25  24  60  60 = 9,46.1015 m = 9 460 milliards de km.
R13) 
Distance en m
Distance en AL
d’où D =
15
19
9,46.10
15,96.10 
= 6,30.103 AL ;
9,46.1015
1
5,96.1022
D
 On retrouve donc bien la distance, en A.L., entre la nébuleuse du Crabe et la Terre donnée dans le document 3.
R14) La lumière émise par la nébuleuse du Crabe met donc environ 6 300 ans pour nous parvenir.
R15) L’explosion de l’étoile responsable de l’observation actuelle de la nébuleuse du Crabe date de l’an
2 014 – 6 300 = – 4 286.
R16) « … Voir loin, c’est le voir dans le passé … » : plus les objets que nous observons sont éloignés, plus la durée du
trajet parcouru par la lumière entre l’objet observé et la Terre est grande. La lumière émise par les objets
lointains témoigne alors du passé de l’Univers quand elle arrive sur Terre.
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