THE LIGHT

2nde4 LUMIERE ET SPECTRES
NOM …..........................................
THE LIGHT-MINUTE
1) From the light-year definition above define the light-minute.
The light-minute is the distance that light travels in vacuum in one minute.
La minute-lumière est la distance parcourue par la lumière dans le vide en une minute.
2) The distance between the Earth and the Sun is d=150 millions kilometers, the light speed in
vacuum is c=3.108 m.s-1.
Calculate an order of magnitude of the time for the sunlight to reach the Earth.
6
3
11
d 150.10 .10 1,5 .10
500
3
2
t= =
=
≈8 min
8
8 =0,5 .10 =5.10 s ≈
c
60
3.10
3.10
3) Give an order of magnitude of the distance between the Earth and the Sun in light-minute.
So the distance between the Sun and the Earth is about 8 light-minute.
Ainsi la distance entre le soleil et la terre est d'environ huit minute-lumière.
Vocabulaire
to travel : voyager vacuum:vide one Julian year :une année
above : ci-dessus between:entre an order of magnitue : un ordre de grandeur
the sunlight : la lumière du soleil
to reach : atteindre
II COMPLETER LES SCHEMAS SUIVANTS
(schémas et légendes en anglais ou français au choix)
III ETUDE DE SPECTRES
La lumière provenant de quatre étoiles appelées naines blanches (DB4, DA6, DA7 et DZ8) est
analysée et les spectres obtenus sont comparés à un spectre de référence réalisé en laboratoire
(document 1).
PARTIE 1
1) De quel type est le spectre de référence donné dans le document 1 ?
Il s'agit d'un spectre d'émission de raies.
2) Comment s'obtient un tel spectre ?
Un tel spectre s'obtient en excitant ou en chauffant un gaz sous faible pression.
3) De quel type sont les spectres des quatre étoiles appelées naines blanches ?
Les spectres des naines blanches sont des spectres d'absorption : raies noires sur fond coloré
(spectre continu).
4) Que permet de connaître la mesure des longueurs d'ondes de ces raies ?
Les raies sombres d'un spectre d'absorption permet de déterminer les éléments présents dans la
chromosphère de l'étoile étudiée.
PARTIE 2
Le spectre de référence permet de déterminer les longueurs d'ondes des raies des spectres des
étoiles.
Pour cela on procède à un étalonnage du spectre de référence.
1) Combien mesure-t-on de millimètres entre λ 1 et λ 2 sur le spectre de référence ?
60mm
2) Combien de nanomètres y a-t-il entre λ 1 et λ 2 ?
52nm
3) En déduire le nombre de nanomètres correspondant à un millimètre.
8,7.10-1 nm/mm
PARTIE 3
On détermine alors précisément les longueurs d'ondes des raies présentes dans les spectres des
étoiles.
1) A partir des longueurs d'ondes connues λ 1 et λ 2 mesurer les distances en millimètres
séparant les autres raies des spectres des étoiles et convertir ces distances en nanomètres.
Reporter les résultats obtenus sur le document. Voir document 1
2) A partir du document 2 déterminer les éléments chimiques présents dans la chromosphère de
chaque étoile.
H
He
Ca
DB4
X
DA6
X
DA7
X
DZ8
X
3) Les éléments de base du soleil sont l'hydrogène H et l'hélium He, ces éléments sont ils
présents dans les naines blanches ? NON voir tableau précédent
4) Les éléments chimiques à l(origine des raies d'absorption des spectres du document 1 sont-ils
au cœur des étoiles ou à leur surface ?
Les éléments responsables de l'absorption sont présents à la surface de l'étoile (chromosphère)
DOCUMENT 2
spectres d 'émission de quelques éléments chimiques
DOCUMENT 1
spectres de quatre naines blanches et spectre de référence