exam 1 Flashcards
échelle des atomes
10^-10 m
échelle du Noyau
10 ^-14 m
les 4 forces élémentaires
1- Force Nucléaire Forte
2-Force Nucléaire faible
3- Force électrique
4- Force gravitationnelle
vide dans le noyau ?
facteur=10 000
=balle de golf dans terrain de baseball
Force Nucléaire Forte
- attractive entre baryons( protons,neutrons)
- 1000 X + attractive que la force de répulsion protons-protons
- portée limitée
Force Nucléaire faible
- dans les réactions nucléaire
- portée très faible (10^-18 m)
Force électrique
- attirance (protons-élection)
- répulsive (protons-protons,(électrons-électrons)
- cohésion de la matière
- Félec∝ q1 q2 / r2
Force gravitationnelle
- attractive entre les masses
- portée limitée
- cohésion des système macroscopique
- Fgrav = G M1 M2 / r2
diamètre équatorial de la terre
12 756 km
échelle du système solaire
10^10 km
force gravitationelle domine quelles forces ?
toute:
nucléaire car trop grande portée
électrique car pas de charge
masse de la terre
5.9736 X10^24 kg
un objet est une sphère si sa masse est ?
diamètre ?
plus grande ou égale à 5X 10^20 kg
plus grand ou égal à 800 km
distance terre-lune
384 399 km environ 30 dterre
1.3 seconde lumière
diamètre de la lune
3476 km environ dterre/4
masse lune
7.348X10^22 kg environ mterre/100
ordre des objet système solaire(14)
1-soleil 2-mercure(0.39 ua) 3-venus( 0.72 ua) 4-terre(1 ua) 5-mars(1.5 ua) 6-ceres (2.77) 7-ceinture principale(2-4 ua) 8-jupiter(5.2 ua) 9-sature(9.6 ua) 10-uranus(19 ua) 11-neptune(30 ua) 12-pluton(30-49 ua) 13-ceinture de kuiper(30-50 ua) 14-Hauméa(35-52 ua) 15-makémaké(39-53 ua) 16-éris(38-98 ua) 17-Disque diffus 18- nuage Oort(10^3-10^5 ua )
qu’est ce qu’une étoile ?
un objet assez massif pour briller par lui même avec ses réactions thermonucléaire.
masse du soleil ?
1.9891 X10^30 kg environ 300 000 Mterre
rayon du soleil ?
6.9551 X10^5 km environ 110 rayons terre
critère pour une planète du système solaire
1-orbite autour du soleil
2-orbite dégagée
3-masse qui permet l’équilibre hydrostatique (objet rond)
4-masse qui ne permet pas la fusion thermonucléaire <0,02 Msoleil
distance terre soleil
8 minute lumière 1 ua 14.96X10^7 km 400 d terre/lune 10^4dterre 100 dsoleil
ordre d’exentricités planètes
1-venus( 0,007) 2-Neptune( 0.009) 3-Terre(0.016) 4-Uranus(0.047) 5-Jupiter (0.049) 6-Saturne(0.055) 7-Mars(0.094) 8-Mercure(0.206) 9-Pluton(0.25)
qu’est ce qu’un astéroïde
planète mineure orbitant autour du soleil
planètes par rapport à la ceinture principale ?
inférieures:
interne,terrestre,tellurique
supérieures:
externes,joviennes,géantes,gazeuse ou de glace
5 types d’astéroïdes ?
1-classique(principalement constitué de roche dans la ceinture principale)
2-troyen(sur l’orbite d’une planète au point L4-L5
3-Géocroiseur (l’orbite passe près de la terre)
4-centaure (entre jupiter et neptune, de galce )
5-transneptunien(au delà de neptune, faites de glace)
qu’est ce qu’une comète ?
initialement astéroïde qui vienne du nuage de Oort(50% des cas) qui passe proche du soleil et s’évapore(queue)
Qu’est qu’un météorites?
petits débris(cm) généralement laissé par une comète
étoile filante si ils passent dans l’atmosphère de la terre
échelle de la galaxie ?
10^18 km
qu’est ce que α du centaure?
étoile la plus proche du soleil = 3étoiles +3 planètes
distance entre soleil et α centaure
4.1X10^13 km
280 000 ua
4.37 al
combien d’étoiles autour du soleil (sphère)?
10al=10étoiles
100al=10^4 étoiles
1000al=10^7 étoiles
envergure de la voie lactée
100 000 al
période de révolution du soleil autour du centre galactique
260 Millions d’années
composition du goupe local ?
50 galaxies dont deux grosse
1-voie lactée
2-andromède(D=2.6 Mal)
deux bien connues
petit et grand nuages de magellan (D=200al et 170kal)
amas de la vierge (distance, diamètre angulaire, nbr de galaxie)
54 Mal
16°
entre 1300 et 2000 galaxies
superamas local (nbr galaxie)
englobe les galaxies dans 50 Mal
constante de hubble
environ 10^-18 s-1 (facteur de gonflement de l’univers)
conversion pc → al
1pc=3.26 al
qu’est ce que le big crush ?
la théorie selon laquelle l’expansion de l’univers sera ralenti puisinversé par la gravité pour s’écrouler sur lui même
(n’est pas présentement la théorie choisi)
qu’est ce que le big chill ?
la théorie selon laquelle la gravité n’arrêtera jamais l’expansion de l’univers
(théorie adopté jusqu’à présent)
l’univers observable s’étend sur ?
91 Mal
qu’est ce que la période sidérale?
le temps que met un astre pour revenir àa la même position par rapport aux étoiles
Combien de temps dure la période sidérale de la lune?
27.3 jours
Qu’est ce qu’une conjonction supérieur/inférieur?
Un angle de 0 degré avec les planètes inférieurs
Supérieur : planète inférieur de l’autre côté du soleil
Inférieur : planète inférieur du même côté du soleil
Qu’est ce qu’une conjonction?
un angle de 0 degré avec planète supérieur
Qu’est ce qu’une opposition ?
angle de 180 degré avec planète supérieur
Qu’est ce qu’une quadrature ?
angle de 90 degré avec planète supérieur
Qu’est ce que l’élongation maximal?
angle maximal que l’astre peut atteindre
Qu’est ce que la période synodique?
temps que met l’objet pour revenir dans une même configuration c-a-d par rapport au soleil
Qu’est ce que la période synodique de la lune ?
29.5 jours
Qu’est ce qu’un mouvement rétrograde?
l’observation d’un astre qui ralenti dans son mouvement s’arrête repart en sens inverse arrête puis reprend le mouvement général
Qu’est ce que la préférence zodiacale?
l’astre passe plus de temps (c-a-d se déplace plus lentement) dans une région du ciel puis se déplace plus vite dans la région opposé
lors de sa période sidérale la lune parcours combien de degrées
27 °
qu’est ce que la parallaxe annuelle ?
la parallaxe annuelle est le demi angle θ formé par les deux lignes de visée d’un observateur qui prend deux position opposé sur l’orbite de la terre
Qu’est ce qu’une constellation?
regroupement d’étoile (projection car D variable) non physique
qu’est ce que l’altitude?
l’angle par rapport à l’horizon
Qu’est ce que le zénith ?
point au dessus de l’observateur (altitude de 90°)
Qu’est ce que la déclinaison (δ) ?
l’angle par rapport à l’équateur céleste (1er coordonné système équatorial)
Qu’est ce que le méridien ?
demi grand cercle passant par les pôles
Qu’est ce que le transit/culminé ?
lorsque le méridien de l’objet se superpose à celui de l’observateur
Qu’est ce qu’une étoile visible, circumpolaire, invisible
- visible : étoile qui se lève et se couche par rapport à l’horizon de l’observateur
- circumpolaire : toujours présente par rapport à l’horizon de l’observateur
- invisible : jamais présente par rapport à l’horizon de l’observateur
Qu’est ce que l’écliptique ?
plan contenant la trajectoire du soleil à 23.5 ° de l’équateur céleste (contient les 12 constellations du zodiaque)
quand se passe le solstice d’été ?
Quelle est la déclinaison du soleil ?
- 21 juin
- δ⊙= + 23.5 °
quand se passe le solstice d’hiver?
Quelle est la déclinaison du soleil ?
- 21 décembre
- δ ⊙ = - 23.5 °
quand se passe l’équinoxe du printemps/automne ?
Quelle est la déclinaison du soleil ?
- 21 mars / 21 septembre
- δ ⊙ = 0 °
(duré du jour éclairé = durée nuit partout sur terre)
Qu’est ce qu’un parsec (pc) ?
1 pc = la distane d’un objet ayant une parallaxe annuelle de 1 sec d’arc
combien de km mesure une unité astronomique (ua) ?
149 597 870, 700 km environ 140 X 10^6 km
combien font 1 ° en minutes d’arc?
1 ° = 60’ = 60 min d’arc
combien font 1 minute d’arc (1’) en secondes d’arc ?
1’ = 60” = 60 sec d’arc
Qu’est ce que le mouvement propre des étoiles?
une variation de μ < 10” par années (perceptible sur
1 000 ans)
Qu’est ce que le jour solaire ?
jour relatif aux ⊙, 1 jour solaire = 24h sol.
Qu’est ce que le jour sidéral ?
jour relatif aux étoiles, prend 4 min / jour (en moyenne) d’avance sur l’horloge solaire. (tient compte de la révolution de la terre)
Qu’est ce que le point vernal γ ?
0 de l’horloge sidéral c-a-d endroit dans le ciel donné par le soleil à midi à l’équinoxe du printemps (21 mars midi = 0 h sid.)
Qu’est ce que l’ascension droite α ?
l’angle (en h : m : s) à l’est du point vernal entre les méridiens de l’étoile et du point vernal (2e coordonnée du système équatorial)
- un objet culmine si α étoile = heure sid.
qu’est ce que l’angle horaire (AH) ?
α étoile - h sid.
Qu’est ce qu’une éclipse lunaire ?
Qu’est ce qu’une éclipse solaire ?
- la lune passe dans l’ombre de la terre
- soleil caché par la lune
qu’est ce que la précession ?
l’axe de rotation de la terre qui tourne autour du pôle de l’écliptique (période 25 800 a ( = 50” / a))
Qu’est ce que la nutation ?
axe de rotation de la terre qui oscille autour du mouvement général de précession dû au 5.1 ° entre le plan terre - lune et l’écliptique ( période = 19 a et amplitude = 9”)
Qu’est ce que la sphère céleste / voute céleste ?
une sphère virtuelle ou on projet les pôle et l’équateur terrestre = pôle et équateur céleste (sert à cartographier le ciel)
le mouvement propre est lié à quel composant de la vitesse aléatoire ?
composante tangentielle
Quel est une vitesse typique de la composante tangentiel du mvt propre ?
Vt = 30 km / s
le mouvement propre se mesure en quelle unité?
” / a
Qu’est ce que le système horizon ?
Quelles sont ses coordonnées ?
- centré sur l’observateur
- altitude et azimut
Qu’est ce que le système équatorial ?
Quelles sont ses coordonnées ?
- centré sur la terre
- ascension droite et déclinaison
Qu’est ce que le système galactique ?
Quelles sont ses coordonnées ?
- centré sur le soleil
- latitude et longitude galactique
information sur α UMi / polaris / étoile polaire mouvement ? polaris au zénith ? polaris sur l'horizon ? polaris absente ?
- mouvement : elle bouge peu pendant la nuit
- zénith : alors l’observateur est au pôle nord
- horizon : l’observateur est à l’équateur
- absente : l’observateur est dans l’hémisphère S
donc altitude Polaris = latitude observateur
Quelles constellations se trouve le soleil le :
- 21 mars
- 21 avril
- mars : poisson
- avril : bélier
qu’est ce que les tropiques ?
endroit sur la terre ( deux cercles || à l’équateur) ou il n’y a pas d’ombre (le soleil est au zénith) au moment des solstices
solstice d’été = tropique du cancer (latitude 23.5 ° nord)
solstice d’hivers = tropique du capricorne (latitude 23.5 ° sud)
heure solaire/normal/sidéral
21 mars :
21 juin :
21 septembre :
21 décembre
mars : 0h / 12h / 0h
juin : 12h / 24h / 18h
septembre : 12h / 24h / 0h
décembre : 12h / 24h / 6h
Quels sont les 3 types d’éclipse solaire
- totale :
vue par les gens situé où l’ombre de la lune touche la terre
alignement parfait
distance terre - lune petite - annulaire :
alignement presque parfait
la distance terre - lune est plus grande
l’ombre de la lune ne touche pas à la terre
c’est vue par les gens dans l’anti ombre de la lune - partiel :
alignement parfait ou imparfait
pour les gens dans la pénombre de la lune
Qu’est ce qu’un saros ?
temps pour que la même géométrie d’une éclipse revienne
19 ans écliptique
223 mois synodique
environ 18 ans (normal)
pour une éclipse solaire il faut 3 saros
Quel était la précision des rapporteurs d’angles géant de Tycho Brahé ?
supérieur à +/- 1’
Quel était la taille des rapporteurs d’angles géant de Tycho Brahé ?
jusqu’a 5m de rayon
comment Brahé interprète le manque de parallaxes annuelle ?
comme étant du à la terre qui ne bouge pas donc la terre est au centre
Quel était le lien entre Johannes Kepler et Tycho Brahé?
Kepler est l’assistant de Brahé puis devient sont remplaçant
Quel est la première loi de Kepler ?
les orbites des planètes sont des ellipses avec le soleil à un des foyers
Quel est l’exentricité d’un :
- cercle
- ellipse
- parabole
- hyperbole
cercle : e = 0
ellipse : 0 < e < 1
parabole : e = 1
hyperbole : e > 1
Qu’est ce que le périhélie ?
qu’est ce que l’aphélie ?
le point de l’orbite le plus proche du soleil
le point de l’orbite le plus loin du soleil
Quel est la 2e loi de Kepler ?
la loi des aires :
la ligne qui relie la planète au soleil balaie des aires égales en des temps égaux.
Quel est la 3e loi de Kepler ?
la loi harmonique :
le carré de la période (sidérale) orbital d’une planète tournant autour du soleil est égale au cube de la distance moyenne au soleil
P^2 [ans] = a^3 [ua]
Quel est la première loi de Newton ?
Principe d’inertie :
un corps demeure au repos ou garde un mouvement uniforme, à vitesse constante, sur sa lancée, sauf si une force extérieure vient modifier son état (quantité de mouvement : p = mv)
Quel est la 2e loi de Newton ?
Loi des forces :
une force nette (c-a-d totale) qui agit sur un objet est proportionnelle à la masse de l’objet et à l’accélération donné à l’objet (changement de quantité de mouvement) (F = dp/dt)
quel est la 3e loi de Newton?
Action réaction :
à chaque action correspond une réaction en force égale et dans la direction opposé (F12 = -F21)
que est la loi de Newton sur la force gravitationnelle universel ?
entre toute paire d’objet, il existe une force attractive proportionnel au produit des masses et inversement proportionnel au carré de la distance qui les sépare
Quel est l’expérience de Cavendish?
balance de torsion :
- une pare de M sont relié par une tige qui peut pivoter
- une tige avec 2 petites masses m est suspendu par un fil de quartz (+ miroir) est est libre de bouger
- sous l’effet de la gravité, des grosses M et la tension du fil les petites masses m se placent en équilibre à une distance d des grosses M
Qu’est ce que le théorème de Newton ?
un corps de masse M à l’intérieur d’une coquille de densité uniforme ne voit aucune force gravitationnelle dut à cette coquille
Quel est l’orde du spectre électromagnétique ?
1- rayon gamma ( λ < 10^-3 nm)
2- RX ( λ = 0.001 - 10 nm) (médecine)
3- UV ( λ = 10 - 350 nm) (bloquer par l’atmosphère)
4- visible ( λ = 380 - 750 nm) (principal type d’émission du soleil)
5- IR ( λ = 1 μm - 0.01 cm )
6- micro-onde ( λ = 0.01 - 1 cm) (énergie faible mais met H2O en résonance)
7-radio ( λ > 1 cm)
la lumière est quel type d’onde ?
onde transversale (il y a un déplacement perpendiculaire à la direction de propagation)
Qu’est ce que la polarisation linéaire ?
Qu’est ce que la polarisation elliptique ?
- lorsque les plans d’oscillation restent fixes dans le temps
- lorsque les plans tournent
qui pense que la lumière est une onde?
C. Huygens
Thomas Young
James Clerk Maxwell
qui pense que la lumière est une particule ?
Max Plank
Gilbert Lewis
Einstein (effet photoélectrique)
l’intensité de la lumière est proportionnel à quoi?
L’énergie cinétique (K) est proportionnel à quoi?
- l’intensité de la lumière est proportionnel au nombre de photons
- L’énergie cinétique (K) est proportionnel à la fréquence des photons
Longueurs d’onde bloqué par l’atmosphère?
- rayon γ,X : absorbé par les atomes (O N) et molécule de atm.
- UV : bloqué par l’Ozone
- IR et micro-onde : bloqué par la vapeur d’eau et les gaz carboniques
- radio (> 20cm) : réfléchis par les électrons libres de l’ionosphère
longueur d’onde non bloqué par l’atmosphère ?
- partie d’ IR + lumière visible (300 - 1000 nm)
- radio (de 1 - 1000cm)
caractéristique des niveau atomique
- n = 1 niveau fondamental
électron plus proche du noyau = état de repos - n > 1 : état exciter
E est de + en + grand mais négatif - après un certain n (selon l’environnement de l’atome)
électron est libre, atome ionisé
Qu’est ce que l’ionisation ?
Qu’est ce que la recombinaison?
- plusieurs électrons sont arraché à des atomes suite à l’absorption d’un photon
- plusieurs électrons retournent dans les atomes = émission d’un photon
quel est le principal postulat de De Broglie ?
électrons et matière = onde
Quel sont les 4 nombres quantiques qui décrivent l’état des électrons ?
n = nb principal l = 0...n-1 ml = - l a l ms = +/- 1/2 (spin)
Qu’est ce que le principe d’exclusion de Pauli ?
les électrons d’un atome ne peuvent etre dans le même état mais plusieurs électrons peuvent avoir la même énergie, car l’énergie d’un électron dépend de n seulement (= dégénérescence)
configuration des électrons dans un atome (orbitale atomique) ?
n = 1 : 2 é n = 2 : 8 é n = 3 : 18 é ... n = n : 2n^2 é
quels sont les 3 types d’absorption / émission ?
- transitions radiatives et collisionnelles
- rotation (selon différent axes)
- vibration (variation de la distance des noyaux)
qu’est ce qu’un corps noir (instrument) ?
- un corps isolé avec une cavité
- il absorbe toute l’énergie incidente (sans la réfléchir pour atteindre une température T = absorbeur idéale
- par convention d’énergie c’est aussi un émetteur parfait avec une émission fonction de T
qu’est ce que l’émission free-free (Bremsstrahlung) ?
- radion de freinage
- électron près d’un ion est décéléré et émet un photon
- on retrouve du Bremsstrahlung dans les régions chaudes et les régions de chocs
c’est quoi les 2 types de radiation ?
- thermique
- émission / absorption de photons est intimement lié à l’état de la matière - non thermique
- émission qui n’a pas l’allure d’un corps noir
- émission qui n’est pas relié à l’état de la matière
quels sont les 4 types de radiation thermique?
- corps noir
- raies d’émission / d’absorption
- émission free-free ou Bremsstrahlung
- diffusion
quels sont les 2 types de raie
-d’émission/d’absorption ?
- recombinaison ou émission free-bound (électron revient dans l’atome) / photo-ionisation ou absorption bound-free (électron quitte l’atome)
- désexcitation radiative ou spontané ou émission bound-bound (électron descent d’un niveau) / photo excitation ou absorption bound-bound (électron remonte d’un niveau)
qu’est ce que la diffusion ?
- “scattering” des photons
- l’énergie des photons reste quasi la même
- la direction de propagation du photon change = pseudo continuum d’absorption ou émission
Quels sont les 3 types de diffusion ?
- électron libre
γ de faible énergie : on néglige le recul de l’électron : diffusion Thomson
γ d’énergie élevé : on tient compte du recul de l’électron : diffusion Compton - électron lié
γ faible en énergie ( λ environ atome ) : diffusion Rayleigh
γ d’énergie élevé ( λ «_space;atome ), c’est comme si l’électron était libre : diffusion Compton - électron libre avec énergie cinétique > énergie des photons
transfert d’énergie de l’électron vers le photon : diffusion Compton inverse
les 2 types de radiation non-thermique ?
- radiation synchrotron
l’énergie relativiste dans un champ magnétique produisent une émission continue polarisé ≠ corps noir - MASER
les électrons sont “pompé” par collision dans un état exciter métastable et lorsqu’un photon passe, l’atome se désexcite
Quel parti du spectre électromagnétique fait partie de la radiation
- thermique
- non-thermique ?
thermique : UV, IR, radio, RX
non-thermique : émission continue radio, visible, RX non-thermique, micro-onde
Qu’est ce que l’acronyme “MASER”
Microwave Amplification by the Stimulated Emission of Radiation
quels sont les 3 loi de Kirchhoff?
- la matière dense et chaude va produire un spectre continu de corps noir
- un gaz ténu et froid placé devant une source continu va produire un spectre d’absorption
- un gaz chaud et ténu va produire un spectre d’émission
Qu’est ce que l’absorption ?
question d’opacité (capacité qu’a la matière à bloqué la lumière ) de la matière sur la ligne de visé
déprend de l’état de la matière (repos, exciter, ioniser, molécule)
qui dépend d’abord de la température T
puis de la densité de la matière ρ et de la composition chimique
quels sont les 4 informations spectroscopique ?
- température
- température de surface des étoiles
- température du milieu interstellaire - composition chimique
- les respectral sont la signature des éléments chimiques présent - densité de la matière
- vitesse radial
si une source de lumière s’approche ou s’éloigne de l’observateur, alors elle a une vitesse radial non nulle et
- on voit l’effet doppler
- on observe un spectre décalé en λ, vers le rouge (s’éloigne) ou le bleu (s’approche)
