TP : SPECTROSCOPIE. Poste 1 : Le prisme et le réseau permettent de décomposer la lumière. Spectre continu d émission

Documents pareils
Chapitre 02. La lumière des étoiles. Exercices :

TP 2: LES SPECTRES, MESSAGES DE LA LUMIERE

Niveau 2 nde THEME : L UNIVERS. Programme : BO spécial n 4 du 29/04/10 L UNIVERS

Séquence 9. Étudiez le chapitre 11 de physique des «Notions fondamentales» : Physique : Dispersion de la lumière

Comprendre l Univers grâce aux messages de la lumière

Correction ex feuille Etoiles-Spectres.

Application à l astrophysique ACTIVITE

DIFFRACTion des ondes

SUIVI CINETIQUE PAR SPECTROPHOTOMETRIE (CORRECTION)

TEMPÉRATURE DE SURFACE D'UNE ÉTOILE

Mise en pratique : Etude de spectres

INTRODUCTION À LA SPECTROSCOPIE

EXERCICE 2 : SUIVI CINETIQUE D UNE TRANSFORMATION PAR SPECTROPHOTOMETRIE (6 points)

A chaque couleur dans l'air correspond une longueur d'onde.

Chapitre 6 La lumière des étoiles Physique

pka D UN INDICATEUR COLORE

FICHE 1 Fiche à destination des enseignants

ANALYSE SPECTRALE. monochromateur

Spectrophotométrie - Dilution 1 Dilution et facteur de dilution. 1.1 Mode opératoire :

THEME 3. L UNIVERS CHAP 2. LES SPECTRES MESSAGES DE LA LUMIERE DES ETOILES.

La spectrophotométrie

Meine Flüssigkeit ist gefärbt*, comme disaient August Beer ( ) et Johann Heinrich Lambert ( )

Une nouvelle technique d'analyse : La spectrophotométrie

TP 03 B : Mesure d une vitesse par effet Doppler

Un spectromètre à fibre plus précis, plus résistant, plus pratique Concept et logiciel innovants

(aq) sont colorées et donnent à la solution cette teinte violette, assimilable au magenta.»

PHOTO PLAISIRS. La Lumière Température de couleur & Balance des blancs. Mars 2011 Textes et Photos de Bruno TARDY 1

Panorama de l astronomie. 7. Spectroscopie et applications astrophysiques

La spectro, c'est facile

Activité 1 : Rayonnements et absorption par l'atmosphère - Correction

PHYSIQUE-CHIMIE. Partie I - Spectrophotomètre à réseau

FORMATION ASSURANCE QUALITE ET CONTROLES DES MEDICAMENTS QUALIFICATION DES EQUIPEMENTS EXEMPLE : SPECTROPHOTOMETRE UV/VISIBLE

Objectifs pédagogiques : spectrophotomètre Décrire les procédures d entretien d un spectrophotomètre Savoir changer l ampoule d un

Comment suivre l évolution d une transformation chimique? + S 2 O 8 = I SO 4

Ni tout noir, ni tout blanc Consignes Thème I - Observer

1S9 Balances des blancs

D Utilisation des Spectromètres à CCD

Atelier : L énergie nucléaire en Astrophysique

Fluorescent ou phosphorescent?

TP : Suivi d'une réaction par spectrophotométrie

FORMATION ET FONCTIONNEMENT D'UNE ETOILE

PROPRIÉTÉS D'UN LASER

PRISE EN MAIN DU SPECTROPHOTOMETRE UV-VISIBLE SHIMADZU U.V. 240

La lumière. Sommaire de la séquence 10. t Séance 4. Des lumières blanches. Des lumières colorées. Les vitesses de la lumière

Chapitre 7 Les solutions colorées

THEME 2. LE SPORT CHAP 1. MESURER LA MATIERE: LA MOLE

101 Adoptée : 12 mai 1981

NUAGES INTERSTELLAIRES ET NEBULEUSES

Mémento à l usage du personnel des laboratoires

La recherche d'indices par fluorescence

Rayonnements dans l univers

Sujet. calculatrice: autorisée durée: 4 heures

EXERCICE II. SYNTHÈSE D UN ANESTHÉSIQUE : LA BENZOCAÏNE (9 points)

DETERMINATION DE LA CONCENTRATION D UNE SOLUTION COLOREE

Chapitre 10 : Radioactivité et réactions nucléaires (chapitre 11 du livre)

Étude et modélisation des étoiles

Séquence 1. Physique Couleur, vision et image Chimie La réaction chimique. Sommaire

Classe : 1 ère STL Enseignement : Mesure et Instrumentation. d une mesure. Titre : mesure de concentration par spectrophotométrie

D ETECTEURS L UXMETRE SUR TIGE C OMPTEUR DE FRANGES A FIBRE OPTIQUE. Détecteurs

Module HVAC - fonctionnalités

Vie et mort des étoiles. Céline Reylé Observatoire de Besançon

De la couleur! Chapitre 1 : les mécanismes physiques et physiologiques en jeu dans la perception des couleurs. Chapitre 2 : La couleur dans l image

LABORATOIRES DE CHIMIE Techniques de dosage

BTS BAT 1 Notions élémentaires de chimie 1

Fiche 19 La couleur des haricots verts et cuisson

TS 31 ATTAQUE DE FOURMIS!

Dossier enseignant Etude d un tableau. grâce aux ondes électromagné ques Lycée Service Éduca on

Sujet. calculatrice: autorisée durée: 4 heures

Chapitre 22 : (Cours) Numérisation, transmission, et stockage de l information

TECHNIQUES: Principes de la chromatographie

Animations. Liste des 114 animations et 145 vidéos présentes dans la Banque de Ressources Physique Chimie Lycée. Physique Chimie Seconde

Le nouveau programme en quelques mots :

Travauxpratiqueset stage d observation

SPECTROSCOPIE D ABSORPTION DANS L UV- VISIBLE

La vie des étoiles. La vie des étoiles. Mardi 7 août

Quel Sont les 7 couleurs de l arc en ciel?

Nom : Prénom :. Date :..Classe : 2 TECHNIQUES DE MODIFICATION DE LA COULEUR DES CHEVEUX

Indicateur d'unité Voyant Marche/Arrêt

IR Temp 210. Thermomètre infrarouge. Des techniques sur mesure

L ÉNERGIE C EST QUOI?

TS1 TS2 02/02/2010 Enseignement obligatoire. DST N 4 - Durée 3h30 - Calculatrice autorisée

TD 9 Problème à deux corps

Chapitre 11 Bilans thermiques

Chapitre 11: Réactions nucléaires, radioactivité et fission

PLATE-FORME DE MICROSCOPIE ÉLECTRONIQUE À TRANSMISSION

4. Conditionnement et conservation de l échantillon

LAMPES FLUORESCENTES BASSE CONSOMMATION A CATHODE FROIDE CCFL

TP N 5 EDF, compteur

Les moyens d observations en astronomie & astrophysique

Compétence 3-1 S EXPRIMER A L ECRIT Fiche professeur

LE CORPS NOIR (basé sur Astrophysique sur Mesure / Observatoire de Paris :

SPID - HR. Spectromètre didactique

Celestia. 1. Introduction à Celestia (2/7) 1. Introduction à Celestia (1/7) Université du Temps Libre - 08 avril 2008

Une application de méthodes inverses en astrophysique : l'analyse de l'histoire de la formation d'étoiles dans les galaxies

Agilent 8453 Système de spectroscopie UV-visible. Manuel de l opérateur

TP 3 diffusion à travers une membrane

Nouveau programme de première S (2011) : l essentiel du cours.

Notions de base sur l énergie solaire photovoltaïque

Économisons l énergie! 11

Transcription:

TP : SPECTROSCOPIE La lumière d une étoile nous renseigne sur sa composition, sa température. Pour décrypter ces messages, on doit décomposer la lumière en faisant des spectres. Un spectre est la séparation ou dispersion de la lumière en couleurs élémentaires (le plus connu est l arc en ciel). Il en existe plusieurs types de spectres: o Les spectres d émission : Spectre de la lumière directement issue de la source. Des spectres d émission continu : émis par des corps condensés et chauds (lampes à incandescence, étoile ) Des spectres de raies d émission (discontinus) : émis par un gaz sous faible pression et chauffé ou des ions simples et indépendants. o Les spectres d absorption d une substance : Spectre de la lumière obtenu après traversée de cette substance par de la lumière blanche. Des spectres de bandes d absorption : obtenu en faisant passer de la lumière blanche à travers un liquide ou un gaz coloré. Des spectres de raies d absorption : obtenu en faisant passer de la lumière blanche à travers un gaz sous faible pression composés d atomes ou d ions simples et indépendants. Poste 1 : Le prisme et le réseau permettent de décomposer la lumière. Spectre continu d émission 1/ Place le prisme sur le trajet de la lumière blanche de la lampe à incandescence afin d obtenir le spectre sur l écran. Dessine ce spectre : b/ Remplace le prisme par le réseau. Tu peux aussi utiliser le spectroscope de poche, tube muni d une fente à une extrémité et d un réseau à l autre extrémité. Pour observer, place ton œil contre le réseau et la fente vers la source lumineuse. Dessine le spectre : c/ Regarde, avec ton spectroscope de poche, la lumière émise par le soleil (sans le regarder évidemment) et un néon de la classe. Que remarques-tu?... d/ Quelle est la nature des spectres observés? Poste 2 : Spectres d émissions Réalise successivement les trois expériences ci-dessus avec les 3 sources lumineuses différentes : Lampe à gaz (vapeurs de sodium), lampe à incandescence et LASER. SAUF pour le LASER, observe les spectres avec le spectroscope de poche.

Complète le tableau : Lampe Dessin du spectre obtenu Nature du spectre lampe à vapeur de sodium lampe à incandescence LASER Poste 3 : Spectre d absorption Expérience : On utilise le rétroprojecteur comme source de lumière blanche. Un réseau (spectroscope) est placé sur la lentille de projection. Deux plaques en carton sont posées sur la vitre pour limiter le faisceau lumineux (fente). La substance à analyser est placée dans une cuve sur la vitre. 1/ Complète le tableau suivant. Ne fais pas tout le spectre à chaque fois, note seulement les différences.

Cuve Dessin du spectre Couleur absorbée Nature du spectre Cuve vide Cuve avec permanganate de potassium (Violet / Magenta) Cuve avec colorant vert Cuve avec colorant rouge Cuve avec colorant bleu 2/ Utilise la roue des couleurs pour en déduire quelle couleur sera absorbée si on remplit la cuve de liquide JAUNE?... Poste 4 : Température et couleur Expérience 1 : On alimente une lampe grâce à un alternostat (variateur de courant). Comment évolue la température quand le courant augmente?... Augmente progressivement le courant et note le changement de couleur : Couleur du filament Courant nul Faible courant Courant normal ou fort Expérience 2 : Recommence l expérience en regardant le filament avec ton spectroscope de poche. Comment varie le spectre de la lumière lorsque l intensité augmente? Expérience 3 : On refait la même expérience en remplaçant le dispositif par un rétroprojecteur alimenté par un alternostat. Augmente progressivement la tension d alimentation avec l alternostat en regardant les variations du spectre sur l écran. 3/ Essaie de construire une phrase avec mes mots suivants : Corps, rayonnement, température, violet / bleu, augmente, chaud, s enrichit, spectre. 4/ Quelle est la nature de tous les spectres observés dans cette partie?..

Application à l astrophysique : C'est au début du 19ème siècle que l'on a découvert le secret des spectres : il manquait certaines couleurs dans le spectre du soleil et des étoiles! Il a fallu attendre le 20ème siècle pour comprendre pourquoi. L'astrophysique nait : On applique des lois de la physique à l'astronomie. Les spectrographes (instrument d'optique qui disperse les différentes couleurs de la lumière d'un astre, puis les enregistre. Une couleur est définie par sa longueur d onde en nm) sont construits un peu partout (Exemple : Observatoire de Haute Provence en 1937) pour découvrir le secret des étoiles. Le spectre d'une étoile montre un grand nombre de couleurs manquantes : ces sont les raies d'absorption. L'analyse des raies d'absorption dans le spectre d'une étoile nous renseigne sur l'étoile elle-même et son environnement : La température de sa surface. La taille et la distance de l'étoile la composition chimique de son atmosphère Si l'on arrive à bien comprendre le message codé d'un spectre, son étude permet donc de presque tout savoir sur une étoile! La surface de l'étoile très chaude, la photosphère, émet un spectre continu de lumière. Lorsque la lumière passe dans l atmosphère gazeuse de l étoile (chromosphère), les atomes absorbent une partie du rayonnement et on obtient un spectre de raies d absorption. Voici le spectre de la lumière du Soleil montré à la fois comme une image colorée et aussi comme une courbe qui trace l'intensité du spectre en fonction de la longueur d'onde. Le spectre du Soleil est donc la superposition de tous les spectres d atomes qui le composent. Pour l analyser, il suffit donc de connaître tous les spectres d atomes.

TRAVAIL SUR ORDINATEUR : Ouvre le logiciel «analyse spectrale». Clique sur une étoile. 1/ Le spectre émis par une étoile est-il d émission ou d absorption? Est-il continu ou discontinu? 2/ Avec les spectres des étoiles et des éléments, déterminer la composition de 3 étoiles : Bételgeuse, Pollux et Véga. Expliquez votre démarche «d apprenti astrophysicien» en 2 lignes : 3/ Coche les espèces chimiques contenues dans chaque étoile : Espèce chimique Etoile H (hydrogène) Ti (titane) Na (sodium) Ar (argon) Ca (calcium) Li (lithium) Hg (mercure) Fe (fer) Véga Pollux Bételgeuse TRAVAIL SUR ORDINATEUR : Ouvre le logiciel «analyse spectrale». Clique sur une étoile. 1/ Le spectre émis par une étoile est-il d émission ou d absorption? Est-il continu ou discontinu? 2/ Avec les spectres des étoiles et des éléments, déterminer la composition de 3 étoiles : Bételgeuse, Pollux et Véga. Expliquez votre démarche «d apprenti astrophysicien» en 2 lignes : 3/ Coche les espèces chimiques contenues dans chaque étoile : Espèce chimique Etoile H (hydrogène) Ti (titane) Na (sodium) Ar (argon) Ca (calcium) Li (lithium) Hg (mercure) Fe (fer) Véga Pollux Bételgeuse