DS SECONNDE DS ) Spectre continu B. 3) Spectre de bandes d absorption A. 4) Spectre de raies d absorption D

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1 I. SAVOIR RECONNAITRE LES DIFFÉRENTS SPECTRES (4 PTS) Compléter la légende, en indiquant la lettre majuscule qui désigne le spectre sur le document ci contre 1) Spectre de raies d émission C 2) Spectre continu B 3) Spectre de bandes d absorption A 4 4) Spectre de raies d absorption D II. SAVOIR SCHÉMATISER UNE EXPÉRIENCE : LA RÉALISATION D UN SPECTRE DE BANDE D ABSORPTION (2PTS) Construire dans le cadre ci contre, un montage permettant d obtenir un spectre de bande d absorption en choisissant les éléments du montage parmi les représentations ci-dessous Construire le schéma ici Becher contenant un liquide Lampe à décharge source de lumière blanche Écran Ou bien 2 Réseau de diffraction prisme fente Filtre III. SAVOIR RESTITUER SES CONNAISSANCES ET MAITRISER LE VOCABULAIRE(2,5 + 1,5 = 4PTS) a) Comment obtenir les différents spectres : Compléter les phrases suivantes 1) Le spectre de la lumière émise par un corps dense et chaud est un spectre continu 2) Le spectre de la lumière émise par un gaz sous faible pression est un spectre de raies d émission 3) Le spectre de la lumière directement émise par une source est un spectre d émission 4) Le spectre de la lumière obtenu après la traversée d une substance transparente éclairé en lumière blanche est un spectre d absorption 5) Le spectre de la lumière provenant d une étoile est un spectre de raies d absorption b) Savoir interpréter les informations d un spectre : Cocher les bonnes réponses 1) Lorsque la température augmente, le spectre de la lumière émise par un corps condensé et chaud : s enrichit de radiations vers le violet s enrichit de radiations vers les rouges devient un spectre de raies 2) Le fond continu du spectre de la lumière provenant d une étoile donne des renseignements sur la composition chimique de son atmosphère La température de sa surface la température de son atmosphère 3) Les raies sombres du spectre d absorption d un gaz constitué du même atome : ont les mêmes places que dans le spectre d émission de ce gaz sont plus nombreuses que dans le spectre d émission de ce gaz changent de place suivant la température du gaz IV. SAVOIR UTILISER SES COMPÉTENCES ET JUSTIFIER (4PTS)

2 a) Le spectre ci-dessous représente le spectre simplifié de la lumière d une étoile. On dispose par ailleurs des spectres d émission de trois gaz A, B, C b) La figure ci contre représente le fond continu du spectre du soleil à deux moments de la journée : milieu du jour et coucher de soleil. Les raies d absorption n ont pas été représentées A B C Parmi ces trois gaz lesquels sont présents avec certitude dans l atmosphère de cette étoile, justifier le plus précisément possible votre réponse On peut affirmer que les gaz A et C sont présents avec certitude dans l atmosphère qui entoure l étoile En effet le spectre de raies d absorption de la lumière provenant de cette étoile présente des raies sombres aux mêmes positions que les raies d émissions des gaz A et C. Les longueurs d ondes des radiations absorbées par l atmosphère de l étoile sont les mêmes que celles que sont capables d émettre les gaz A et C. Ce qui permet d affirmer qu elle renferme ces deux gaz. 2 Rouge violet 1) À quel moment de la journée le spectre 1 a-t-il été réalisé? Les radiations bleues et violettes sont absentes dans le spectre 1 il est probable que ce spectre ait été réalisé au coucher du soleil car qui ne l aurait pas constaté le soleil couchant a un aspect rougeâtre 2) Sachant que température de surface du soleil ne change pas au cours de la journée, comment pouvez vous justifier la modification du spectre au cours de la journée? La température de surface du soleil ne variant pas on ne peut pas attribuer l absence des radiations de courtes longueurs d onde à la température de surface de notre étoile Il est plus probable que ces radiations qui font défaut soient absorbées par une substance Au coucher de soleil les rayons qui nous parviennent sont très inclinés et traverse donc une épaisseur beaucoup plus importante de l atmosphère que lorsque celui-ci se trouve au zénith au milieu de la journée. Au coucher de soleil l atmosphère terrestre se comporte alors comme un filtre. Le spectre obtenu au couchant est donc un spectre de bandes d absorption. Alors qu au milieu de la journée les rayons sont peu incliné et traverse une couche moins épaisse de l atmosphère terrestre et l absorption est alors minime V. SAVOIR CLASSER LES OBJETS DE L UNIVERS SELON LEUR ORDRE DE GRANDEUR(5PTS) Compléter les colonnes du tableau ci-dessous 1) convertir en mètre les s proposées dans la première colonne 2) écrire les valeurs trouvées en notation scientifique 3) en déduire leurs ordres de grandeur 4) classer ces s dans l ordre croissant 5) Associer l objet qui lui correspond parmi les objets suivants diamètre d un cheveu ; bactérie ; distance Terre-Soleil Donnée : situation des préfixes décimaux dans le tableau de conversion Conversion Notation scientifique Ordre de grandeur Classement croissante Objet associé 2,43 µm 2, , bactérie 150 Gm , Distance Terre Soleil 0,061 mm 0, , Diamètre cheveu

3 I. SAVOIR RECONNAITRE LES DIFFÉRENTS SPECTRES Compléter la légende, en indiquant la lettre majuscule qui désigne le spectre sur le document ci contre 1) Spectre de raies d émission C 2) Spectre continu B 3) Spectre de bandes d absorption A 4) Spectre de raies d absorption D II. SAVOIR SCHÉMATISER UNE EXPÉRIENCE : LA RÉALISATION D UN SPECTRE DE BANDE D ABSORPTION Construire dans le cadre ci contre, un montage permettant d obtenir un spectre de bande d absorption en choisissant les éléments du montage parmi les représentations ci-dessous Construire le schéma ici Becher contenant un liquide Lampe à décharge source de lumière blanche écran Ou bien Réseau de diffraction prisme fente Filtre III. SAVOIR RESTITUER SES CONNAISSANCES ET MAITRISER LE VOCABULAIRE a) Comment obtenir les différents spectres : Compléter les phrases suivantes 1) Le spectre de la lumière émise par un corps dense et chaud est un spectre continu 2) Le spectre de la lumière émise par un gaz sous faible pression est un spectre de raies d émission 3) Le spectre de la lumière directement émise par une source est un spectre d émission 4) Le spectre de la lumière obtenu après la traversée d une substance transparente éclairé en lumière blanche est un spectre d absorption 5) Le spectre de la lumière provenant d une étoile est un spectre de raies d absorption b) Savoir interpréter les informations d un spectre : Cocher les bonnes réponses 1) Lorsque la température augmente, le spectre de la lumière émise par un corps condensé et chaud : s enrichit de radiations vers le violet s enrichit de radiations vers les rouges devient un spectre de raies 2) Le fond continu du spectre de la lumière provenant d une étoile donne des renseignements sur la composition chimique de son atmosphère La température de sa surface la température de son atmosphère 3) Les raies sombres du spectre d absorption d un gaz constitué du même atome : ont les mêmes places que dans le spectre d émission de ce gaz sont plus nombreuses que dans le spectre d émission de ce gaz changent de place suivant la température du gaz IV. SAVOIR UTILISER SES COMPÉTENCES ET JUSTIFIER

4 a) Le spectre ci-dessous représente le spectre simplifié de la lumière d une étoile. On dispose par ailleurs des spectres d émission de trois gaz A, B, C b) La figure ci contre représente le fond continu du spectre du soleil à deux moments de la journée : milieu du jour et coucher de soleil. Les raies d absorption n ont pas été représentées A B C Parmi ces trois gaz lesquels sont présents avec certitude dans l atmosphère de cette étoile, justifier le plus précisément possible votre réponse On peut affirmer que les gaz A et C sont présents avec certitude dans l atmosphère qui entoure l étoile En effet le spectre de raies d absorption de la lumière provenant de cette étoile présente des raies sombres aux mêmes positions que les raies d émissions des gaz A et C. Les longueurs d ondes des radiations absorbées par l atmosphère de l étoile sont les mêmes que celles que sont capables d émettre les gaz A et C. Ce qui permet d affirmer qu elle renferme ces deux gaz. Rouge violet 1) À quel moment de la journée le spectre 2 a-t-il été réalisé? Toutes les radiations sont présentes dans le spectre 2 alors que les radiations bleues et violettes sont absentes dans le spectre1 il est probable que ce spectre ait été réalisé au milieu de la journée car qui ne l aurait pas constaté le soleil à ce moment de la journée a un aspect blanc jaune car il est riche en radiations visibles du bleu au violet 2) Sachant que température de surface du soleil ne change pas au cours de la journée, comment pouvez vous justifier la modification du spectre au cours de la journée? La température de surface du soleil ne variant pas on ne peut pas attribuer l absence des radiations de courtes longueurs d onde à la température de surface de notre étoile Il est plus probable que ces radiations qui font défaut soient absorbées par une substance Au coucher de soleil les rayons qui nous parviennent sont très inclinés et traverse donc une épaisseur beaucoup plus importante de l atmosphère que lorsque celui-ci se trouve au zénith au milieu de la journée. Au coucher de soleil l atmosphère terrestre se comporte alors comme un filtre. Le spectre obtenu au couchant est donc un spectre de bandes d absorption Alors qu au milieu de la journée les rayons sont peu incliné et traverse une couche moins épaisse de l atmosphère terrestre et l absorption est alors minime V. SAVOIR CLASSER LES OBJETS DE L UNIVERS SELON LEUR ORDRE DE GRANDEUR Compléter les colonnes du tableau ci-dessous 1) convertir en mètre les s proposées dans la première colonne 2) écrire les valeurs trouvées en notation scientifique 3) en déduire leurs ordres de grandeur 4) classer ces s dans l ordre croissant 5) Associer l objet qui lui correspond parmi les objets suivants diamètre de l atome hydrogène ; noyau de l atome hydrogène ; taille d une galaxie Donnée : situation des préfixes décimaux dans le tableau de conversion Conversion Notation scientifique Ordre de grandeur Classement croissante Objet associé 0,10 pm 0, , Noyau atome 9, Tm 9, =9, , galaxie 0, nm 0, =0, , Atome *

5 VI. SAVOIR EXPLOITER UNE LOI PHYSIQUE POUR DÉTERMINER LA TEMPÉRATURE DE SURFACE D UNE ÉTOILE (BONUS) On a vu que l intensité de la lumière émise par un corps condensé et chaud est différente pour chaque radiation contenue dans cette lumière. Elle est maximale pour une radiation dont la longueur d onde est notée m. m dépend de la température du corps par la relation : m ( +273) = 2, où représente la température du corps exprimée en C, m étant exprimée en nm Dans un livre d astronomie on peut lire que la température de surface de Bételgeuse est de 2900 C 1) Déterminer la longueur d onde de la radiation la plus lumineuse émise par Bételgeuse m ( +273) = 2, VII. m =,. = 2900 C,. d'où 0, ,. m = = 0, m = 913 nm 2) Cette longueur d onde correspond-elle à une radiation visible? sinon, quelle est la couleur des radiations visibles les plus proches de m m > 800 nm Cette radiation n est donc pas visible pour l œil humain Cette radiation appartient à la gamme des ondes électromagnétiques appelée infrarouges. La radiation visible la plus proche de cette radiation est de couleur rouge 3) En déduire la couleur Bételgeuse vue à l œil nu. Les radiations visibles les plus intenses sont donc les rouges L étoile apparaitra donc rougeâtre SAVOIR EXPLOITER UN DOCUMENT EN UTILISANT SES CONNAISSANCES (BONUS) 1) En observant l ombre de la main de Lucky Luke, peut on dire que cette ombre nous permet de voir dans le proche passé de Lucky Luke? L ombre de la main de Lucky Luke se construit par les rayons lumineux qui frôlant sa silhouette elle se construit donc avec un temps infime de retard qui est exagéré par le dessinateur On observe donc bien le proche passé de Lucky Luke 2) Cependant, l impact de la balle dessiné «dans l ombre contredit les lois de la physique. Pourquoi? La balle étant tirée dans le présent de Lucky luke après que l ombre se soit formée ; elle ne peut atteindre l ombre et y produire un impact il faudrait pour cela qu elle se meuve à une vitesse supérieure à la vitesse de la lumière or il est établit qu aucun phénomène matériel ne peut se déplacer et à fortiori dépasser la vitesse de la lumière

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