Activité (2 nde ) IDENTIFICATION D`ENTITES CHIMIQUES DANS LE

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Activité (2nde) IDENTIFICATION D’ENTITES CHIMIQUES DANS LE SPECTRE
DU SOLEIL
D’après Physique Chimie 2nde, Collection DURANDEAU-DURUPTHY, Hachette Education, page 50.
Objectifs :
-
Déterminer les longueurs d’onde de certaines raies d’absorption dans une partie du spectre du
Soleil.
Identifier les entités chimiques présentes dans la chromosphère, enveloppe gazeuse entourant
le Soleil.
I.
PRINCIPE
La surface chaude des étoiles émet une lumière dont le spectre est continu. Certaines radiations de
cette lumière blanche traversant l’atmosphère de l’étoile sont absorbées par les entités chimiques
(atomes, ions) qui y sont présents. On obtient le spectre d’absorption de l’étoile. La détermination des
longueurs d’onde des raies d’absorption dans le spectre de l’étoile permet par comparaison de
déterminer la composition chimique de son « atmosphère ».
II.
DOCUMENT
« Dès 1814, le physicien allemand Fraunhofer remarque la présence de raies noires dans le spectre du
Soleil. Kirchhoff mesure la longueur d’onde de plusieurs milliers de ces raies et montre qu’elles
coïncident avec celles émises par diverses entités chimiques : Hydrogène, calcium, cuivre, fer, zinc,… »
Le document se trouvant en annexe 1 représente :
a.
b.
III.
un extrait du spectre visible du Soleil. Les principales raies d’absorption (repérées par un
numéro) sont représentées par un trait noir ;
un extrait du spectre de raies d’émission de l’argon obtenu avec le même spectroscope.
Ces raies en traits blancs servent de référence de longueur d’onde.
EXPLOITATION DU DOCUMENT
III.1. Mesures
1.
2.
A l’aide du spectre d’émission de l’argon :
a. déterminer le nombre de millimètres entre la raie de longueur d’onde  390 nm et la raie de
longueur d’onde  545 nm ;
b. déterminer le nombre de nanomètre entre 1 et 
c. en déduire le nombre de nanomètre correspondant à 10 mm (1,0 cm).
A l’aide du spectre du Soleil :
a. Combien de mm y a-t-il entre la raie de référence figurant en pointillés ( = 390 nm) et la raie
nº1 ?
b. En déduire grâce à l’échelle déterminée au 1.c le nombre de nanomètres entre la raie de
référence figurant en pointillés (390 nm) et la raie nº1 puis la valeur de la longueur d’onde
correspondant à cette raie.
c. Faire de même pour les autres raies d’absorption du spectre du Soleil numérotées de 2 à 15, en
complétant le tableau se trouvant en annexe 2.
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III.2. Questions
1.
2.
3.
Que représentent les raies noires dans le spectre du Soleil de Fraunhofer ?
Quel est l’intérêt des travaux de Fraunhofer et de Kirchhoff ?
A partir des données figurant dans le tableau ci-dessous, associer à chaque raie d’absorption,
l’entité chimique (ion ou atome) présente dans l’atmosphère du soleil.
Longueurs d’onde (en nm) de certaines raies caractéristiques de quelques entités chimiques
H
Na
Mg
Ca
Ca2+
Fe
Ti
Mn
Ni
656,3
589,0
470,3
422,7
396,8
438,3
466,8
403,6
508,0
486,1
589,6
516,7
458,2
434
526,2
527
489,1
469,1
491,9
498,2
495,7
532,8
537,1
539,7