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Correction DS DE PHYSIQUE-CHIMIE DU 3 décembre 2015 Exercice 1 : La nébuleuse d'Orion (6 points) 1 Analyse de la photographie
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EXERCICE 6 4°) Citer le phénomène physique qui permet l'observation un tel 4°) La couleur rouge de la lumière émise par la nébuleuse peut-elle
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Exercice 1 : vérification des connaissances On réalise la synthèse additive des couleurs bleue rouge et verte Matière : physique chimie
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Dans cet exercice nous mesurerons la distance Cette photo en couleurs de la nébuleuse Œil de Chat NGC 6543 obtenue grâce à l'Objectif Grand Champ et
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CHAPITRE 4 : SPECTROSCOPIE ET COULEURS 99 CHAPITRE 5 : MESURES PHYSIQUES INCERTITUDES ET MODELISATION 133 EXERCICES DES CHAPITRES 1 A 4
[PDF] Sources de lumière colorée
couleurs et la lumière émise d'abord rouge devient orange puis jaune La grande nébuleuse d'Orion est une des nébuleuses les plus brillantes du
DS n 1 - CORRECTION
Exercice n°1 : 1) La couleur de la nébuleuse a) La source d’énergie est le rayonnement des étoiles chaudes b) c) Pour passer de l’état fondamental à l’état de ionisation le rayonnement doit apporter une énergie E = E - E1 = 136 eV Or E = hc 1 soit 1 = hc E = 663 10-34 x 300 108 136 x160 10-19 = 914 nm
(Topic unique) Tout savoir sur les filtres multi-bandes en - Webastro
Beaucoup de nébuleuses en émission sont à dominante rouge la couleur de la raie de l'hydrogène alphaà 6563 nanomètres de longueur d'onde en raison de la forte présence d'hydrogène dans les gaz interstellaires et de son potentiel d'ionisation relativement bas
Quelle est la couleur des nébuleuses ?
La couleur des nébuleuses dépend de leur composition chimique et de l'intensité de leur ionisation. Beaucoup de nébuleuses en émission sont à dominante rouge, la couleur de la raie de l'hydrogène alpha à 656,3 nanomètres de longueur d'onde, en raison de la forte présence d'hydrogène dans les gaz interstellaires.
Comment reconnaître les fausses couleurs de la nébuleuse ?
Les fausses couleurs de la nébuleuse sont restituées par des filtres à large bande utilisés sur l'image de droite, prise par le télescope spatial Hubble. Le bleu représente les émissions de l’oxygène, le vert celles de l’hydrogène, et le rouge celles du soufre.
Quelle est la couleur de la nébuleuse de la rosette ?
Sur l'image de droite, les couleurs sont spécifiques, le soufre apparait en rouge, l’hydrogène en vert et l’oxygène en bleu. La nébuleuse de la Rosette est du type "à émission". Les parties les plus brillantes de la Rosette portent diverses appellations : NGC2237, NGC2238, NGC2239 et NGC2246.
Quelle est la taille de la nébuleuse ?
De grandes études ont pu montrer que la taille de la nébuleuse augmente au fil des années. La nébuleuse des ailes de papillon est située à une distance d'environ 2.100 XNUMX années-lumière de notre planète Terre. La nébuleuse Helix fait partie des nébuleuses planétaires situées dans la constellation du Verseau.
Séance 3
I Les différentes sources
1) Les sources à haute température Incandescence
Tout corps chaud émet des rayonnements. Au début, ces derniers appartiennent aux infrarouges (non visibles) puis, lorsque le corps arrive à une température de 600°C, il se met à émettre dans le visible. Au fur et à mesure complet, vers 1500°C, il émet de la lumière blanche. Ex : soleil, lampes à incandescence, lave, flamme, braise,2) Les corps à basse température Luminescence
Certains gaz, a lumière. Ce
les tubes fluorescents et les lampes fluocompactes. Les DEL (diodes électroluminescentes) émettent de la lumière quand elles sont traversées par un courant. Ex :3) Mono ou polychromatique
Une source de lumière monochromatique émet de la lumière qui ne peut être décomposée
exprimée en m. Ex : laser Une lumière polychromatique est composée par un ensemble plus ou moins important de radiations de Ex : lumière blanche, lampe à vapeurs de mercure Le spectre du visible est limité par deux lumières non visibles : - les Ȝ ; - Ȝ 4)La couleur synthèse
additive II La loi de Wien et les corps à incandescence1) Le corps noir
Le spectre émis est continu et représente toute ou une partie du spectre de la lumière blanche
selon la températurede nouvelles radiations en partant du rouge (basses températures) vers le violet (hautes
n, quand le spectre est complet, vers 1500°C, la lumière est blanche.Les corps incandescents sont décrits par
un modèle théorique, le corps noir, qui a la chauffé sous spectre continu qui ne dépend que de la température. Il suit la loi de Wien.Toutes les radiations du spectre ne sont
pas émises avec la même intensité. ParmiȜmax qui est celle pour laquelle
2) Loi de Wien
Ȝmax et la température T du corps
:Ȝmax x T = A avec A = 2,90.10-3 m.K, Ȝmax en m, T en K, unité légale de températureRelation de conversion : T(K) = T(°C) + 273
3) Exploiter cette loi
chaque radiation lumineuse constituant le spectreȜmax
À savoir-faire : exploiter un profil spectral et appliquer cette loi. III Émission et absorption de lumière pour la luminescenceImportant
À chaque radiation ȜȞ photon transportanténergie : ȞȜ
Le niveau de plus faible énergie est le niveau fondamental, celui où t le plus stable. excité.Le savoir-faire
exprimées en eV. Conversion : ǻǻ-19 car 1 eV = 1,6.10-19 J Un atome (ou un ion) peut absorber ou émettre un photon en respectant la contrainte suivante : entre deux niveaux d3) Absorption
i f i < Ef.ǻf Ei Ȝ Rq : Ef Ei > 0
Da4) Émission
i ergie plus stable Ef i >Efǻf EiȜ Rq : Ef Ei < 0
IV Exercices
Exercice 1 Ȝmax
Trois étoiles de couleurs différentes, jaune, bleu et rouge ont les profils spectraux suivants.
1) Ȝmax
te ?2) Indiquer comment évolue Ȝmax lorsque la température augmente.
3) Associer chacune des étoiles à sa couleur. Expliquer.
4) Classer ces étoiles par température de surface décroissante.
Correction
1) Ȝmax et de T est égale à une constante Ȝmax = cte
2) Comme le produit Ȝmax = A/T Ȝmax diminue et inversement.
3) La couleur de la lumière
étoile. De fait, le specs en partant du rouge vers le violet et la couleur de la lumière va du rouge au blanc, voire au bleu,Dans le premier cas, ensité la plus grande
(dans le rouge et le vert) (R + V = J).Dans le troisième cas,
dans le spectre du v4) Ȝmax(rouge 800 nm) > Ȝmax(jaune) > Ȝmax(bleu 400 nm) donc, grâce à la loi de Wien, il est
: T(rouge 800 nm) < T(jaune) < T(bleu400 nm) car T et Ȝmax évoluent de façon inverse.
Exercice 2 Loi de Wien
Une" lampe halogène" produit de la lumière, comme une lampe à incandescence classique, en portant à haute température un filament de tungstène, mais des gaz halogénés (iode et brome) à haute pression ont été introduits dans l'ampoule à la place du vide. Voici les courbes d'émission de 2 lampes de même puissance électrique : courbe a : classique courbe b : halogèneOn rappelle la loi de Wien :
T x max = A = 2,9.103 K.m avec ș
2) Quelle est la température du filament de la lampe
halogène ?3) Laquelle de ces deux lampes émet le plus de lumière dans le visible? Justifiez votre réponse.
4) Laquelle de ces deux lampes possède le filament le plus chaud ?
5) Quels avantages des lampes halogènes peut-on déduire de cette étude ?
Correction
presque pour une valeur particulière de Ȝ appelée Ȝmax, avec une res du pic (plus rapide dans les faibles longueurs donde).2) Graphiquement, on détermine max = 900nm = 9,0.107m donc, en appliquant la loi de Wien :
T = A / max = 2,9.103 / 9,0.107 = 3,3.103 K
T(°C) = T (K) 273 = 3,0.103 °C
2) Le spectre du visible se situe entre 400 et 800 nm. La lampe halogène émet plus de lumière
dans le visible car ses intensités lumineuses sont plus élevées dans cette partie que la lampe a.
3) La lampe halogène est plus chaude car l'intensité lumineuse maximale est émise pour une
longueur d'onde plus courte (900 nm au lieu de 1200 nm). D'après la loi de Wien, si max
augmente, alors T diminue.4) Les infrarouges mis par un corps sous forme de chaleur
et donc non rayonnée. Comme la lampe halogène émet moins d'énergie dans l'infrarouge etdavantage dans le visible (entre 400 et 800nm), son rendement est meilleur et elle éclaire
davantage pour une même consommation électrique. Enfin, son spectre se rapproche davantage de celui du soleil auquel notre vision est habituée.Exercice 3
Le diagramme ci-contre représente certains niveaux d'énergie de l'atome de . Données : c = 3,00.108 m.s-1 1 eV = 1,60.10-19 J h = 6,63.10-34 J.s1) Que représentent le niveau d'énergie E0 ? les niveaux d'énergie E1,
E2, E3, E4 ?
2) a. Quelle est, en électronvolt, la plus petite énergie que peut absorber
initialement dans l'état d'énergie E0 ? b. Convertir cette énergie en joule. c. En déduire la longueur d'onde dans le vide de la radiation correspondante. d. S'agit-il de la plus grande ou de la plus petite longueur d'onde des radiations que peut absorber l'atome de mercure initialement dans l'état d'énergie E0 ?3) a. Quelle est l'énergie, en joule puis en électronvolt, d'un photon de
longueur Ȝ1 = 2,26 µm dans le vide? b. À partir du diagramme ci-dessus, expliquer l'émission d'un photon de longueur Ȝ1 = 2,26µm dans le vide.
Correction
1) E0 1, E2, E3, E4 sont des états
0 à E1.
ǻf Ei = E1 E0 = - 5,54 - (- 10,44) = 4,9 eV
b. ǻ-19 = 7,8.10-19 J c. Ȝǻ Ȝh x c / ǻ = (3,00.108 x 6,63.10-34) / 7,8.10-19 = 2,6.10-7 m d. ǻ plus petite valeur en énergie atome à partir de E0. Il sera naturellement plus grand entre E2 et E0ǻGLPLQXH Ȝ1 = h x c / E1 1 Ȝ1 = (3,00.108 x 6,63.10-34) / 2,26.10-6ௗ= 8,80.10-20 JE1 = 8,80.10-20 / 1,6.10-19 = 5,5.10-1 eV
b. 1 et E2 ǻ1 = Ef Ei = E1 E2 = - 5,54 - (- 4,99) = - 5,5.10-1 eVCe résultat correspond, car E1 ǻ1|
Exercice 4 Nébul
La grande nébuleuse d'Orion est une des nébuleuses les plus brillantes du ciel. Elle est constituée en majorité d'atomes d'hydrogène, dont certains sont dans un état excité. La couleur rose de la nébuleuse est due à une transition de l'atome d'hydrogène entre les niveaux d'énergie E2 et E1. Données : c = 3,00.108 m.s-1 1 eV = 1,60.10-19 J h = 6,63.10-34 J.s1) Cette transition correspond-elle à une émission ou une absorption de
lumière ?2) Représenter cette transition sur un diagramme.
3) Calculer la longueur d'onde dans le vide de la radiation correspondante.
4) En utilisant le spectre de la lumière blanche ci-dessous, montrer que la
valeur obtenue est en accord avec la couleur rose de la nébuleuse.Correction
1)2) Voir ci-contre
3) ǻf Ei = E1 E2 = - 3,40 - (- 1,51) = - 1,89 eV
ǻ- 1,89 x 1,6.10-19 = - 3,0.10-19 J
Ȝ|ǻ| = (3,00.108 x 6,63.10-34) / 3,0.10-19 = 6,58.10-7 m soit 658 nm.4) se situe dans la partie rouge du spectre de la
lumière blanche, ce qui, de loin, peut nous apparaître plus rose que rouge.quotesdbs_dbs44.pdfusesText_44[PDF] toute l histoire du monde de la préhistoire ? nos jours pdf
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