P5_La Lumière Des Étoiles, Une Source Précieuse D'inforations Flashcards
Que permet de déterminer la lumière provenant d’une étoile ?
La lumière en provenance d’une étoile permet de déterminer sa température de surface ainsi que la composition de son atmosphère.
Lumière blanche en physique
En physique, on appelle lumière blanche la lumière du jour, provenant du Soleil, ainsi que la lumières des lampes à filaments incandescents.
Phénomène de dispersion
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.
Figure obtenue après phénomène de dispersion de la lumière blanche
La figure obtenue constitue le spectre continu d’émission (ici de la lumière blanche).
Exemples de systèmes dispersifs
Prisme
Disque
Réseau
Nature de la lumière blanche
La lumière blanche est polychromatique car elle est constituée d’une infinité de radiations monochromatiques.
Radiation monochromatique
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).
Étude de la lumière d’une lampe à filament avec un spectroscope :
Filament métallique peu chaud
Couleur orange
Étude de la lumière d’une lampe à filament avec un spectroscope :
Filament métallique moyennement chaud
Couleur jaune
Étude de la lumière d’une lampe à filament avec un spectroscope :
Filament métallique très chaud
Couleur blanche
Étude de la lumière d’une lampe à filament avec un spectroscope : conclusion
- 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.
Plus un corps est chaud, plus la lumière qu’il produit est…
Riche en radiations bleues/violettes. C’est la raison pour laquelle une étoile bleue est plus chaude qu’une étoile rouge-orangée.
Spectre de raies d’émission d’une entité chimique
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”.
Spectre de raies d’absorption
Sur un fond coloré, on observe de raies noires qui traduisent une absence de lumière.
Spectre de raies d’absorption d’une entité chimique
Une entité chimique (atome ou ion) n’absorbe que les radiations qu’elle est capable d’émettre.
Atmosphère du Soleil
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.
Réfraction
C’est la modification de la direction de propagation de la lumière quand elle traverse la surface de séparation de deux milieux transparents différents.
Première loi relative à la réfraction
Le rayon incident, la normale au dioptre et le rayon réfracte sont contenus dans un même plan (dit d’incidence).
Remarque sur le rayon incident et le rayon réfracté
Le rayon incident et le rayon réfracte sont toujours de part et d’autre de la normale.
Enoncé général de la 2e loi relative à la réfraction (Snell et Descartes)
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)
Vitesse onde lumineuse qui passe dans un milieu matériel transparent
Toute onde lumineuse se propage dans un milieu matériel transparent avec une célérité c de la lumière dans le vide.
Indice de réfraction d’un milieu matériel transparent
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.
Indice de réfraction du vide ou de l’air
L’indice de réfraction du vide ou de l’air vaut 1,0.
Comment expliquer le dispersion de la lumière blanche par un prisme ?
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.
