TP n°7 de physique ASTROPHYSIQUE : SPECTRE D`UNE ETOILE

TP n°A6 ASTROPHYSIQUE : SPECTRE D’UNE ETOILE
OBJECTIF : étudier le spectre de l'étoile Rigel afin d'identifier les éléments chimiques présents dans la
chromosphère de cette étoile.
• Ouvrir la fenêtre : http://pagesperso-orange.fr/jf.noblet/phy.htm#
• Sélectionner Seconde < 2-Message de la lumière < 3-Spectre de Rigel
I) L’ETOILE RIGEL
• Cliquer sur « 1-L’Etoile RIGEL »
• Un second écran apparaît: lire le texte correspondant, cliquer sur les hypermots pour répondre aux questions suivantes :
1) A quelle constellation appartient l’étoile Rigel ?
Dessiner l'allure de la constellation d'Orion (7 étoiles, dont 3 au centre de la constellation). Indiquer les noms des 4
principales étoiles. Remarque: la constellation est visible le soir en hiver vers 22 h à l'Est.
2) Quelle est la dimension de Rigel par rapport au Soleil ?
3) Quelle est sa dimension par rapport à la Terre ?
4) Quelle est la température de cette étoile ?
5) A quel type d’étoile appartient Rigel ?
II) SPECTRE D’ABORPTION D’UNE ETOILE
Dans la barre supérieure, cliquer sur l’icône « Spectre »
Lire le texte et cliquer sur les hypermots pour répondre aux questions suivantes :
1) Quelle est l'allure du spectre de la lumière émise par la photosphère d'une étoile (surface de
l'étoile) ?
2) Qu’est-ce qui, dans la chromosphère ("atmosphère" de l'étoile), modifie l'allure du spectre
d'émission de la photosphère ? Pourquoi ?
3) Lorsqu’on observe une étoile, quelle est l'allure du spectre observé ?
III) MESURES SPECTRALES
Information :
 On associe à toute raie (émise ou absorbée) une grandeur physique appelée la longueur
d’onde, notée  (lambda), et exprimée en mètre (en nanomètre pour la lumière visible).
 Pour une entité chimique (atome ion, molécule) les raies noires d’absorption sont identiques
aux raies de couleur d’émission de cette entité.
1) Principe
Dans la barre supérieure, cliquer sur l’icône « Méthodes » puis sélectionner « 1-
photographique »
Lire le texte et cliquer sur les hypermots pour répondre à la question suivante :
Quel est l’élément utilisé pour obtenir le spectre d’émission de référence ?
2) Étalonnage
Dans la barre supérieure, cliquer sur l’icône « Mesures » puis sélectionner « 1-sur photo »
Cliquer sur « Étalonner » et entrer les renseignements demandés puis cliquer sur « OK » :
l’étalonnage de l’écran est réalisé.
3) Mesures
Le spectre de Rigel (situé au-dessus de celui de l'argon) présente 28 raies noires d'absorption
numérotées de 1 à 28 et disposées sur 3 parties (il faut donc faire un étalonnage pour chacune
des trois parties)
Les numéros des raies noires sont situés sous les raies d'absorption correspondantes. Il suffit
donc de placer le curseur au centre de la raie noire et de relever la valeur de la longueur d'onde
. Compléter la deuxième colonne du tableau.
4) Exploitation
1) En vous aidant du tableau A ci-contre, quels sont les éléments
que vous pouvez identifier dans la chromosphère de Rigel ?
Compléter la troisième colonne du tableau (la différence entre
les longueurs d’onde ne devra pas différer de plus de 0,5 nm)
2) Conclure sur les entités présentes dans la chromosphère de
Rigel
ChapA4
Physique
N° raie
Longueur
d’onde (nm)
entité
chimique
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
Tableau A : longueurs d’onde de certaines raies d’absorption
caractéristiques de quelques entités chimiques.
Longueur d’onde  en nm
H
410,3
434,0
486,1
656,3
Ti
466,8
469,1
498,2
Mg
383,2
448,1
516,7
517,3
518,4
He
447,1
471,3
492,5
501,6
504,8
587,6
667,8
Ca
422,7
458,2
526,2
527