Rechercher les différents renseignements que nous apporte le spectre de la lumière émise par le Soleil

Seconde, physique, TP Etude du spectre du soleil Objectif : Rechercher les différents renseignements que nous apporte le spectre de la lumière émise par le Soleil. Nous allons étudier l’absorption de la lumière par des gaz. Difficile à réaliser en classe, vous utiliserez donc le diaporama disponible dans l’espace d’échange de votre classe : « TP etude spectre soleil » Absorption par les gaz Image 1 du diaporama Un gaz est placé entre l’observateur et une source de rayonnement continu. Le spectre observé est un spectre d’absorption. Qu’est ce qui produit la lumière ? Comment qualifier le spectre d’absorption observé après le passage dans le gaz ? Réécrivez la phrase suivante en choisissant le vocabulaire adapté : Le spectre d’absorption d’un gaz est composé de raies « colorées/noires » sur un fond « coloré/noir » Image 2 du diaporama On vous présente les spectres d’émission et d’absorption de l’hélium. Que dire de ces spectres ? Fraunhofer et le spectre du Soleil Le rayonnement émis par les étoiles est en première approximation assimilable au rayonnement d’un corps à température élevée. Sans lire le texte, à votre avis, comment sera le spectre de la lumière solaire observée de la Terre ? Document 1 : Extrait de « L’astronomie » de Michel MARCEUN ; Éd. Hachette. « Spectre  Comme toute étoile, le Soleil est une énorme sphère de gaz très chaud qui produit de la lumière. […] La photosphère (surface du Soleil), bien observable en lumière visible, est à une température d’environ 5500°C. Si le Soleil était sans atmosphère, le spectre de la lumière émise serait continu. En 1814, le physicien allemand J. FRAUNHOFER remarque dans le spectre du Soleil une multitude de raies noires (voir image 3 du diaporama). L’existence de ces raies d’absorption est due à la présence d’une atmosphère autour du Soleil, appelée chromosphère, et s’étendant sur 2000 km d’épaisseur environ. Les atomes présents dans cette chromosphère « interceptent » leurs radiations caractéristiques qui seront donc absentes du spectre vu depuis la Terre. Entre 300 nm et 700 nm, il existe plus de 20000 raies répertoriées. (voir image 4 et 5 du diaporama). C Absorption de lumière par l’atmosphère du Soleil ette atmosphère est constituée de gaz sous faible pression. L’analyse spectrale permet de connaître la composition chimique détaillée et précise du Soleil. Tous les éléments connus sur Terre y sont présents, certains à l’état de trace. » Quelle(s) zone(s) doit franchir la lumière du Soleil avant d’arriver sur Terre ? Quelle découverte Fraunhofer a-t-il faite en 1814 ? Expliquer pourquoi l’atmosphère du Soleil empêche d’observer un spectre continu. Voir images 3, 4, 5 du diaporama Les atomes présents dans la chromosphère du soleil On a réalisé le spectre d’émission de l’argon grâce à une lampe contenant ce gaz et d’un spectroscope (document 2.a. ci-dessous et image 6 du diaporama). On a réalisé le spectre du Soleil avec le même spectroscope que pour l’argon (document 2.b. ci-dessous et image 6 du diaporama). On voudrait bien identifier les raies noires afin d’en connaître la longueur d’onde. Déterminer le plus précisément possible avec la méthode que vous voulez, à quelles longueurs d’ondes correspondent les raies noires dans le spectre du Soleil puis remplir le tableau du document 3. document 3 Raie numéro 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16  (nm) élément En utilisant le tableau suivant, identifier les éléments chimiques correspondant aux raies étudiées et qui sont donc présents dans l’atmosphère du Soleil. document 4  : Longueurs d’onde, exprimées en nm de certaines raies caractéristiques de quelques éléments chimiques Éléments chimiques Hydrogène (H) Sodium (Na) Magnésium (Mg) Calcium (Ca) Fer (Fe) Titane (Ti) Manganèse (Mn) Nickel (Ni) Longueurs d’onde (nm) 434 589,0 470,3 396,8 438,3 466,8 403,6 508,0 486,1 516,7 422,7 469,1 656,3 458,2 491,9 498,2 526,2 495,7 527 532,8 537,1 539,7 A la maison ou pour les plus rapides : température moyenne de surface de l’étoile (K) 3600 9900 10000 couleur rouge-orangé blanc bleuté exemples Bételgeuse Sirius Rigel Complétez le document ci-contre grâce au site de l’encyclopédie gratuite Wikipédia. A l’aide de ce document donnez une estimation de la température de surface de notre soleil. Vérifiez maintenant avec le site Wikipédia. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ A la maison ou pour les plus rapides : température moyenne de surface de l’étoile (K) 3600 9900 10000 couleur rouge-orangé blanc bleuté exemples Bételgeuse Sirius Rigel Complétez le document ci-contre grâce au site de l’encyclopédie gratuite Wikipédia. A l’aide de ce document donnez une estimation de la température de surface de notre soleil. 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