Partie : La lumière des étoiles

Nom : ..................................
Prénom : .............................
Devoir Surveillé Classe : ..............
18/10/16
Exercice 1 : Restitution de connaissances.
1) Associer à chaque spectre la légende correspondante.
2) Caractériser ces différents spectres.
3) Quelle est la grandeur portée sur l'axe horizontal et quelle en est l'unité ?
4) Schématiser et décrire la manipulation permettant d'obtenir un spectre d'émission de raies du sodium (Na).
Exercice 2 : Visualiser des spectres.
1) Quelle est l'origine du fond coloré du spectre de Procyon.
2) Comment expliquer la présence de raies sombres sur ce spectre.
3) Que peut-on dire sur la composition chimique de Procyon, à partir de l'étude de ces spectres ? Justifier.
On donne le spectre de Procyon, une
étoile de la constellation du Petit Chien,
ainsi que les spectres de trois éléments
chimiques : le calcium (Ca), le gallium (Ga)
et l'hélium (He). Ces spectres ont été
réalisés dans les mêmes conditions.
Partie : La lumière des étoiles
►Spectre de la lumière blanche à travers un gaz
sous faible pression.
►Spectre de la lumière blanche à travers une
solution colorée.
►Spectre de la lumière émise par un gaz excité sous
faible pression.
►Spectre de la lumière d'Aldébaran, une étoile qui
apparaît orange dans le ciel.
►Spectre de la lumière d'un filament de tungstène à
1 400 °C.
►Spectre de la lumière d'un filament de tungstène à
1 000 °C.
► Spectre de la lumière d'un filament de tungstène à
800 °C.
d.
c.
b.
a.
e.
f.
g.
L'Univers
Les étoiles
2) La lumière des étoiles
3) Réfraction et observations astronomiques

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Exercice 3 : Réfraction Air-Eau
4) Rappeler la définition d'un milieu dispersif.
Exercice 4 : Observation d'une étoile dans le ciel.
1) Schématiser la situation. L'angle d'incidence sera noté i et l'angle de réfraction sera noté r.
Partie : Réfraction et observations astronomiques
On éclaire un aquarium avec un spot. Sur le schéma de l'expérience, on a dessiné le trajet d'un rayon lumineux, de
couleur jaune (λ ≈ 580 nm). L'eau est un milieu dispersif.
1) Compléter le schéma ci-dessus et légender le. L'indice de réfraction de l'air sera noté nair, l'indice de réfraction de l'eau
sera noté neau, l'angle d'incidence sera noté i et l'angle de réfraction sera noté r.
2) Exprimer la troisième loi de Snell-Descartes reliant les angles d'incidence iet de réfraction ravec les indices de
réfractions de nos deux milieux.
3) Sachant que l'angle de d'incidence est de 59° et l'angle de réfraction est de 40°, déterminer l'indice de réfraction de
l'eau neau.
5) Reproduire le schéma précédent en y ajoutant deux rayons lumineux, l'un de couleur bleue (λ ≈460 nm) et l'autre de
couleur rouge (λ ≈ 680 nm).
Un rayon lumineux provenant de l'étoile visée traverse le vide spatial puis entre dans l'atmosphère avant d'atteindre la
lunette astronomique. Au cours de ce trajet, la lumière subit une réfraction, car l'atmosphère possède un indice de
réfraction dont la valeur précisé (natmosphère = 1,000 293) est légèrement différente de celle du vide (nvide = 1,000 000).
2) La lumière d'une étoile se trouvant à l'horizon nous arrive avec un angle d'incidence i = 88,4°. Déterminer l'angle de
réfraction r.
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3) Réfraction et observations astronomiques

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Exercice 1 : Restitution de connaissances.
1) Associer à chaque spectre la légende correspondante.
2) Caractériser ces différents spectres.
3) Quelle est la grandeur portée sur l'axe horizontal et quelle en est l'unité ?
4) Schématiser et décrire la manipulation permettant d'obtenir un spectre d'émission de raies du sodium (Na).
Exercice 2 : Visualiser des spectres.
1) Quelle est l'origine du fond coloré du spectre de Procyon.
2) Comment expliquer la présence de raies sombres sur ce spectre.
3) Que peut-on dire sur la composition chimique de Procyon, à partir de l'étude de ces spectres ? Justifier.
On donne le spectre de Procyon, une
étoile de la constellation du Petit Chien,
ainsi que les spectres de trois éléments
chimiques : le calcium (Ca), le gallium (Ga)
et l'hélium (He). Ces spectres ont été
réalisés dans les mêmes conditions.
e.
►Spectre de la lumière émise par un gaz excité sous
faible pression.
f.
►Spectre de la lumière blanche à travers une
solution colorée.
g.
►Spectre de la lumière blanche à travers un gaz
sous faible pression.
b.
►Spectre de la lumière d'un filament de tungstène à
1 000 °C.
c.
►Spectre de la lumière d'un filament de tungstène à
1 400 °C.
d.
►Spectre de la lumière d'Aldébaran, une étoile qui
apparaît orange dans le ciel.
a.
► Spectre de la lumière d'un filament de tungstène à
800 °C.
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Exercice 3 : Réfraction Air-Eau
4) Rappeler la définition d'un milieu dispersif.
Exercice 4 : Observation d'une étoile dans le ciel.
1) Schématiser la situation. L'angle d'incidence sera noté i et l'angle de réfraction sera noté r.
5) Reproduire le schéma précédent en y ajoutant deux rayons lumineux, l'un de couleur bleue (λ ≈460 nm) et l'autre de
couleur rouge (λ ≈ 680 nm).
Un rayon lumineux provenant de l'étoile visée traverse le vide spatial puis entre dans l'atmosphère avant d'atteindre la
lunette astronomique. Au cours de ce trajet, la lumière subit une réfraction, car l'atmosphère possède un indice de
réfraction dont la valeur précisé (natmosphère = 1,000 293) est légèrement différente de celle du vide (nvide = 1,000 000).
2) La lumière d'une étoile se trouvant à l'horizon nous arrive avec un angle d'incidence i = 88,4°. Déterminer l'angle de
réfraction r.
Partie : Réfraction et observations astronomiques
On éclaire un aquarium avec un spot. Sur le schéma de l'expérience, on a dessiné le trajet d'un rayon lumineux, de
couleur jaune (λ ≈ 580 nm). L'eau est un milieu dispersif.
1) Compléter le schéma ci-dessus et légender le. L'indice de réfraction de l'air sera noté nair, l'indice de réfraction de l'eau
sera noté neau, l'angle d'incidence sera noté i et l'angle de réfraction sera noté r.
2) Exprimer la troisième loi de Snell-Descartes reliant les angles d'incidence iet de réfraction ravec les indices de
réfractions de nos deux milieux.
3) Sachant que l'angle de d'incidence est de 63° et l'angle de réfraction est de 42°, déterminer l'indice de réfraction de
l'eau neau.
L'Univers
Les étoiles
2) La lumière des étoiles
3) Réfraction et observations astronomiques