La lumière des étoiles

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1 La lumière des étoiles 1

2 Table des matières 1 Les différents types de spectres Cas de objets chauds Cas des gaz sous faible pression Absorption de lumière Étudier les étoiles Température d une étoile Composition d une étoile Montage expérimentaux 9

3 La lumière provenant des astres (planètes, étoiles) nous apporte des informations sur ces astres. Doc. 1 Étoiles variées. Pour étudier la lumière reçue, on la décompose à l aide d un prisme (prisme du spectroscope). On obtient alors un spectre de cette lumière. Doc. 2 Spectroscope du lycée.

4 1 1.1 Les différents types de spectres Cas de objets chauds La matière condensée, si elle est suffisamment chaude, émet de la lumière. Doc. 3 Coulée d acier chaud à Ugitech. Cette lumière est polychromatique : elle est composées de plusieurs radiations (lumières colorées). Chaque radiation est caractérisée par sa longueur d onde Doc. 4 Spectre de la lumière blanche émise par le filament d une lampe. On obtient des spectres continus d origine thermique.

5 1.2 Cas des gaz sous faible pression Les gaz sous faible pression, lorsqu ils sont chauffés, n émettent de la lumière qu à certaines longueurs d onde. Chaque type d atome émet à des longueurs d onde qui lui sont propres. Doc. 5 Lampes à gaz de sodium Doc. 6 Spectre de la lumière du gaz sodium (Na).

6 Doc. 7 Spectre de la lumière du gaz mercure (Hg). On obtient des spectres de raies d émission. 1.3 Absorption de lumière Les gaz sous faible pression, lorsqu ils sont éclairés, absorbent la lumière qu ils sont capables d émettre Doc. 8 Spectre d absorption du mercure (Hg). On obtient des spectres de raies d absorption.

7 2 Étudier les étoiles 2.1 Température d une étoile La lumière émise par une étoile donne un spectre continu. L intensité des différentes radiations dépend de la température de surface de l étoile. Une étoile très chaude émet plus intensément des radiations de courtes longueurs d onde : elle apparaît bleutée. Doc. 9 Spectre de la lumière d une étoile chaude. Une étoile moins chaude émet plus intensément des radiations de grande longueurs d onde : elle apparaît rougeâtre. Doc. 10 Spectre de la lumière d une étoile moins chaude.

8 2.2 Composition d une étoile La lumière émise par l étoile subit des absorptions en traversant son atmosphère : on obtient un spectre de raies d absorption. Les longueurs d ondes des raies d absorption permettent de connaître les gaz présents dans l atmosphère de l étoile, on en déduit la composition de l étoile : principalement de l hydrogène (H) et de l hélium (He).

9 3 Montage expérimentaux Spectre continu d origine thermique L objet chaud peut être une lampe de bureau, une étoile lointaine dont on capte la lumière... lumière émise Source de lumière blanche Prisme du spectroscope écran

10 Spectre de raies d émission faible pression. L objet qui émet de la lumière est un gaz sous lumière émise Gaz sous faible pression chauffé Prisme du spectroscope écran

11 Spectre de raies d absorption Un gaz sous faible pression se trouve sur le trajet de la lumière blanche et absorbe certaines radiations. Celles-ci ne se retrouvent pas sur le spectre, il y a des raies sombres à la place. Source de lumière blanche gaz sous faible pression : mercure Hg par exemple Prisme du spectroscope écran

12 Observation de la lumière d une étoile étoile atmosphère de l étoile = gaz absorption de certaines radiations par les gaz lumière blanche sans les radiations absorbées lumière blanche émise écran

13 Profil spectral du Soleil Intensité nm H Na

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