Comment observer l`univers - Sciences Physiques Terminale S

TS#O1#Observer+l’univers+
2013/2014+
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Terminale+S+–+Sciences+Physiques#+TS#O1#Observer+l’univers+
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1+
Comment'observer'l’univers!?!
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!"#$%&'()*)+),'(&-./&0)1&)23&4)5367)8)9:(-";<=:/#/&''&)>)?/@A&)
B$C=D3D(D/4)&'(-&)4&:)7("/4&:)E)
L’espace+entre+les+étoiles+est+loin+d’être+vide.+Il+est+rempli+de+gaz,+principalement+de+l’hydrogène+et+de+
l’hélium,+mais+aussi+de+petits+agrégats+solides+(glaces,+minéraux,+composés+organiques+ou+inorganiques)+:+la+
poussière.+Certaines+parties+de+ce+milieu+interstellaire+sont+plus+denses+et+forment+alors+des+nébuleuses.+Les+
étoiles+et+leurs+planètes+naissent+d’ailleurs+de+ces+nuages+célestes.+
F"%%&'()"G:&-.&-)#&)%/4/&$);3-(/#$4/&-)E)
Malgré+sa+faible+densité,+la+poussière+de+ce+milieu+est+capable+d’absorber+des+rayonnements+visibles+(de+
longueur+d’onde+λ+comprise+entre+400+nm+et+750+nm)+et+ultraviolets+(1+nm+<+λ+<+400+nm)+des+étoiles,+
rendant+parfois+certaines+régions+du+ciel+opaques+à+nos+yeux.+
Dans+le+proche+infrarouge+(0,75+µm+<+λ+<+10+µ
m)+au+contraire,+la+poussière+laisse+passer+le+rayonnement+des+
étoiles+et+ces+régions+invisibles+se+révèlent+soudain+à+nos+yeux.+Aux+longueurs+d’ondes+plus+élevées,+un+autre+
phénomène+apparaît.+En+absorbant+la+lumière+visible+et+ultraviolette,+cette+poussière+se+réchauffe+:+elle+émet+
donc+un+rayonnement+infrarouge+(IR).+Dans+l’IR+moyen++(10+µm+<+λ+<+50+µm),+on+peut+observer+la+poussière+
chauffée+par+un+soleil+proche.+Dans+l’IR+lointain+(50+µm+<+λ+<+300+µm)+c’est+la+poussière+la+plus+froide+qui+
ressortira+:+poussière+de+cocons+protostellaires,+des+nuages+moléculaires+froids…+
!"#$%&'())H)++Quelques+
sources+de+rayonnements+
dans+l’univers+
!"#$%&'())I)++Absorption+des+rayonnements+électromagnétiques+par+l’atmosphère+terrestre+

TS#O1#Observer+l’univers+
2013/2014+
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Terminale+S+–+Sciences+Physiques#+TS#O1#Observer+l’univers+
+
2+
S’approprier):)
1. Que+représente+la+grandeur+
portée+en+ordonnée+sur+le+
document+1+?++
2. Quelle+grandeur+est+
représentée+en+abscisse+?+En+
proposer+une+définition.+
Expliquer+comment+est+
construite+cette+échelle+et+
ajouter+les+valeurs+
manquantes.+
3. En+vous+aidant+du+document+2,+
nommer+les+domaines+de+
rayonnements+
électromagnétiques+repérés+
par+les+lettres+A,+B,+C+et+D.+
4. Citer+deux+domaines+dans+
lesquels+émettent+les+étoiles.++
5. Citer+une+source+de+
rayonnement+de+l’espace+dans+le+proche+infra#rouge.+
+
Analyser):)
6. Quel+est+le+lien+entre+les+illustrations+(instruments+d’observation)+et+leur+position+sur+la+
représentation+graphique+?+
7. Donner+les+domaines+de+longueurs+d’onde+des+rayonnements+électromagnétiques+en+
provenance+de+l’univers+qui+peuvent+être+étudiés+directement+avec+des+instruments+au+sol+et+
nommer+ces+instruments.+
8. Quels+types+d’ondes+et+quelles+sources+célestes+un+télescope+terrestre+est#il+susceptible+
d’étudier+?+
9. L’utilisation+d’un+satellite+spatial+est#elle+indispensable+à+l’observation+des+trous+noirs+?+Justifier.+
10. Interpréter+la+phrase+«%Dans%le%proche%infrarouge%(0,75% µ m%<% λ %<%10% µ m)%au%contraire,%la%poussière%
laisse%passer%le%rayonnement%des%étoiles%et%ces%régions%invisibles%se%révèlent%soudain%à%nos%yeux%»%
%
Réaliser):)
11. En+appliquant+la+loi+de+Wien,+déterminer+les+domaines+de+température+associés+à+un+maximum++
de+rayonnement+:+
# dans+le+visible,+
# dans+le+moyen+infrarouge,+
# dans+le+lointain+infrarouge.+
12. En+déduire+la+température+des+poussières+
situées+proche+de+leur+étoile.+
)
Communiquer):)Rédiger)un)bilan)de)cours))
+
Représenter+les+différentes+sources+de+rayonnement+dans+l’univers+ainsi+que+le+type+de+rayonnement+
émis+sur+un+axe+gradué+en+longueur+d’onde.++
Expliquer+en+quelques+lignes+les+conséquences+de+l’absorption+de+rayonnement+par+l’atmosphère+
terrestre+sur+l’observation+de+l’univers.+
+
!"#$%&'()J)++Le+télescope+infrarouge+Spitzer+offre+une+image+
composite+inhabituelle+et+spectaculaire+de+la+nébuleuse+Amérique+
du+Nord.+++
La%loi%de%Wien%%relie%la%température%T%d'un%
corps,%exprimée%en%kelvin%(K),%à%la%longueur%
d'onde%pour%laquelle%son%rayonnement%est%le%
plus%intense%:%%𝜆!"# ×!𝑇=2,90.10
!!
!𝐾.𝑚%
+
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