2nde , TP de physique :
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Activité expérimentale 3 : Etude du spectre du soleil Objectif : Rechercher les différents renseignements que nous apporte le spectre de la lumière émise par le Soleil. Réaliser : -Exploiter une relation (11) Communiquer : -Rédiger une solution (29) -S'exprimer correctement à l'écrit Rechercher -Rechercher les informations utiles (1) -Extraire des informations (documents écrits, multimédia) (2) Travailler en équipe (37) I. Composition chimique d’une étoile Document 1 : Les débuts de l’astrophysique : En 1802, un chimiste britannique, William Wollaston, observe l’absence de certaines couleurs dans le spectre du Soleil. En 1814, à l’aide d’un spectroscope de son invention, le physicien allemand Joseph Fraunhofer observe des raies sombres dans le spectre continu du Soleil. Il fait une mesure précise de la position de plusieurs centaines de ces raies sombres en notant les plus intenses par des lettres. Document 2 : Le soleil Késako ? Une étoile peut être assimilée à une boule de gaz très chaud, et sous haute pression alors que son atmosphère, ou chromosphère, peut être assimilée à une couche gazeuse relativement froide et à basse pression. Lorsque la lumière émise par la photosphère de l’étoile traverse cette couche, les atomes ou ions présents absorbent un certain nombre de radiations. Document 3 : Le spectre du Soleil C'est à vous ! Questions : 1. De quelle partie du soleil (cœur ou atmosphère) est dû le spectre continu présent sur le spectre du soleil document 3 ? Pourquoi ? 2. De quelle partie du soleil (cœur ou atmosphère) est dû les raies présentes sur le spectre du soleil document 3 ? Pourquoi ? 3. A l’aide de l’animation « spectre d’émission », représente le spectre des atomes suivants : Hydrogène, Magnésium, Calcium, sodium, Fer et hélium. Pour cela, trace à la règle sur ta feuille, une échelle de longueur d’onde allant de 350nm à 700nm ayant pour échelle : 1cm correspond à 20nm et place les raies de chaque atome à leurs emplacements. 4. Pourquoi la connaissance des longueurs d’onde des raies sombres permet-elle de connaître la composition de l’atmosphère solaire ? 5. Attribuer à chaque lettre, représentant une raie sombre dans le spectre du Soleil, sa longueur d’onde (en nm). 6. Identifier les éléments chimiques susceptibles d’être présents dans l’atmosphère du Soleil 7. D’après la couleur avec laquelle on perçoit le Soleil, penserais-tu que le Soleil soit plutôt une étoile froide ou chaude ? 8. Les physiciens ont établi une relation entre la température T de la Surface de l’étoile et la longueur d’onde à laquelle l’intensité lumineuse est maximale λmax : λmax.T =2,9x10-3 m.K avec λmax en m et T en K (Kelvin) Grâce à cette relation, et en t'aidant du document 3, essaie de trouver la température de Surface du Soleil. !!!!!Pour les plus rapides !!!!!!! Composition de l’étoile Deneb A l’aide du logiciel ANALYSE SPECTRALE ( à demander au professeur), affichez le spectre d’absorption de l’étoile Deneb, étoile la plus brillante de la constellation du Cygne. Déterminez la composition en éléments chimiques de cette étoile en expliquant précisément votre démarche (précisez notamment le type de spectres affiché pour les éléments chimiques de référence). document 4 Longueurs d’onde (nm) Éléments chimiques : Longueurs d’onde, exprimées en nm de certaines raies caractéristiques de quelques éléments chimiques Hydrogène (H) 434 486,1 656,3 Sodium (Na) Magnésium (Mg) Calcium (Ca) Fer (Fe) Titane (Ti) Manganèse (Mn) Nickel (Ni) 589,0 470,3 516,7 396,8 422,7 458,2 526,2 527 438,3 466,8 469,1 498,2 403,6 508,0 491,9 495,7 532,8 537,1 539,7
