Observation des astres

Observation des Astres
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CH2 ETUDE DES ETOILES
Spectre et température
Un gaz sous haute pression, chauffé à une température suffisante, émet de la lumière. Le spectre de cette lumière
est continu. On appelle émission thermique ce type d’émission.
Quand la température du gaz augmente, la luminosité augmente, et sa couleur évolue du rouge au blanc. Son
spectre s'enrichit en radiations de petites longueurs d'onde.
La couleur émise par un gaz chauffé (donc son spectre) dépend de la température de ce gaz.
Quelques spectres d’émission thermique :
Spectre de raies
1. EMISSION DE LUMIERE PAR UN GAZ A BASSE PRESSION
Un gaz sous basse pression émet de la lumière lorsqu’il est chauffé, mais son spectre n’est pas continu. Il est
constitué de raies colorées et séparées correspondant à des radiations monochromatiques émises discontinues qui
dépendent des espèces chimiques contenues dans le gaz. On appelle un tel spectre un spectre de raies d’émission.
Montage :
Gaz basse
pression
chauffé
Prisme

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2. ABSORPTION DE LUMIERE PAR UN GAZ A BASSE PRESSION
Montage :
Gaz basse pression
Prisme
Lumière
blanche
Spectres de raies d’émission

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On obtient un spectre continu qui comporte des raies noires. Ces raies correspondent à des radiations
monochromatiques discontinues absentes. Elles sont absorbées par les espèces chimiques contenues dans le gaz. Un
tel spectre se nomme spectre de raies d’absorption.
3. REMARQUE
Les raies du spectre d’absorption d’un gaz se superposent aux raies du spectre d’émission de ce gaz.
Une espèce chimique ne peut absorber que les radiations qu’elle est elle-même capable d’émettre.
Le spectre d’absorption est donc, comme celui d’émission, la « signature » d’une espèce chimique.
Voir www.ostralo.net /Animations en physique/Optique/Comparaison des spectres d'émission et d'absorption.
Application à l'astrophysique
Nos connaissances sur la structure des étoiles
proviennent uniquement de l’analyse du
rayonnement que nous en recevons. Le spectre de
la lumière d’une étoile se présente comme un fond
continu (étoiles=corps chauds) entrecoupé de raies
noires d’absorption (composition chimique de la
couche externe de l'étoile).
La couleur apparente d’une étoile traduit aussi sa
température.
Spectres de raies d’absorption

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Ex:
 Étoile bleue  28000 K, Bellatrix (constellation d'Orion)
 Étoile rouge  3000 K, Betelgeuse (constellation d'Orion)
 Étoile jaune  6000 K, le Soleil
Spectre simplifié et profil spectral de la lumière émise par le Soleil :
Activité : « les messages de lumière ».