P5_La Lumière Des Étoiles, Une Source Précieuse D'inforations

Question 1

Que permet de déterminer la lumière provenant d’une étoile ?

Answer 1

La lumière en provenance d’une étoile permet de déterminer sa température de surface ainsi que la composition de son atmosphère.

Question 2

Lumière blanche en physique

Answer 2

En physique, on appelle lumière blanche la lumière du jour, provenant du Soleil, ainsi que la lumières des lampes à filaments incandescents.

Question 3

Phénomène de dispersion

Answer 3

La lumière blanche peut être déviée et décomposée en une infinité de couleurs s’étendant du violet au rouge en traversant un système dispersif comme un prisme.

Question 4

Figure obtenue après phénomène de dispersion de la lumière blanche

Answer 4

La figure obtenue constitue le spectre continu d’émission (ici de la lumière blanche).

Question 5

Exemples de systèmes dispersifs

Answer 5

Prisme
Disque
Réseau

Question 6

Nature de la lumière blanche

Answer 6

La lumière blanche est polychromatique car elle est constituée d’une infinité de radiations monochromatiques.

Question 7

Radiation monochromatique

Answer 7

Une radiation monochromatique est une onde lumineuse d’une seule couleur qui ne peut pas être décomposée par un système dispersif.
La couleur d’une radiation monochromatique est caractérisée par une grandeur physique appelée longueur d’onde dans le vide notée … (lambda). Son unité dans le système international est le m mais son unité usuelle est le nm.
Les longueurs d’onde de la lumière visible s’étendent de violet (400nm) au rouge (800nm).

Question 8

Étude de la lumière d’une lampe à filament avec un spectroscope :
Filament métallique peu chaud

Answer 8

Couleur orange

Question 9

Étude de la lumière d’une lampe à filament avec un spectroscope :
Filament métallique moyennement chaud

Answer 9

Couleur jaune

Question 10

Étude de la lumière d’une lampe à filament avec un spectroscope :
Filament métallique très chaud

Answer 10

Couleur blanche

Question 11

Étude de la lumière d’une lampe à filament avec un spectroscope : conclusion

Answer 11

• Plus la température du filament métallique augment, plus son spectre continu : devient intense et s’enrichit en lumière/radiations bleues/violettes.
• Ceci est vérifié pour tout corps chauffe à incandescence qu’il soit solide, liquide ou à l’état de gaz comprimé.

Question 12

Plus un corps est chaud, plus la lumière qu’il produit est…

Answer 12

Riche en radiations bleues/violettes. C’est la raison pour laquelle une étoile bleue est plus chaude qu’une étoile rouge-orangée.

Question 13

Spectre de raies d’émission d’une entité chimique

Answer 13

Le spectre de raies d’émission d’une entité chimique est constitué de raies colorées sur un fond noir . À chaque raie correspond une radiation monochromatique de longueur d’onde lambda dans le vide, bien déterminée.

À chaque type d’entité chimique correspond un spectre de raies d’émission qui lui est propre et qui permet donc de l’identifier : c’est sa “signature”.

Question 14

Spectre de raies d’absorption

Answer 14

Sur un fond coloré, on observe de raies noires qui traduisent une absence de lumière.

Question 15

Spectre de raies d’absorption d’une entité chimique

Answer 15

Une entité chimique (atome ou ion) n’absorbe que les radiations qu’elle est capable d’émettre.

Question 16

Atmosphère du Soleil

Answer 16

L’étude du pêcher d’absorption du Soleil a permis de déterminer la constitution de son atmosphère : elle est essentiellement constituée d’hydrogène, d’hélium. Il en est de meme pour l’ensemble du Soleil.

Question 17

Réfraction

Answer 17

C’est la modification de la direction de propagation de la lumière quand elle traverse la surface de séparation de deux milieux transparents différents.

Question 18

Première loi relative à la réfraction

Answer 18

Le rayon incident, la normale au dioptre et le rayon réfracte sont contenus dans un même plan (dit d’incidence).

Question 19

Remarque sur le rayon incident et le rayon réfracté

Answer 19

Le rayon incident et le rayon réfracte sont toujours de part et d’autre de la normale.

Question 20

Enoncé général de la 2e loi relative à la réfraction (Snell et Descartes)

Answer 20

Lorsqu’un rayon lumineux passe d’un milieu transparent n°1 d’indice de réfraction n1 à un milieu transparent n°2, d’indice de réfraction n2, l’angle d’incidence i1 et l’angle de réfraction i2 vérifient la relation suivante :

n1 x sin(i1) = n2 x sin(i2)

Question 21

Vitesse onde lumineuse qui passe dans un milieu matériel transparent

Answer 21

Toute onde lumineuse se propage dans un milieu matériel transparent avec une célérité c de la lumière dans le vide.

Question 22

Indice de réfraction d’un milieu matériel transparent

Answer 22

L’indice de réfraction d’un milieu matériel transparent est la grandeur physique définie par n = c/v.
L’indice de réfraction est sans unité et est supérieur ou égal à 1.

Question 23

Indice de réfraction du vide ou de l’air

Answer 23

L’indice de réfraction du vide ou de l’air vaut 1,0.

Question 24

Comment expliquer le dispersion de la lumière blanche par un prisme ?

Answer 24

L’indice de réfraction n d’un prisme dépend de la longueur d’onde de la radiation monochromatique. Comme la lumière blanche est polychromatique, chaque radiation monochromatique est réfractée différemment par le prisme, d’où la dispersion de la lumière blanche.