Première générale - Le rayonnement solaire - Exercices

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Le rayonnement solaire - Exercices - Devoirs

Exercice 1 corrigé disponible

Quelques caractéristiques du Soleil en 2020

1. En utilisant vos connaissances et les documents ci-dessus, rappeler en quoi

consiste une fusion nucléaire ; écrire l'équation de la réaction nucléaire qui se produit à la surface du Soleil

2. Calculer la masse perdue lors de la réaction de fusion nucléaire de la question 1.

3. En utilisant le principe d'équivalence masse-énergie, déterminer l'énergie dégagée

par cette transformation

4. A l'aide des documents calculer l'énergie dégagée chaque seconde par le Soleil

5. En déduire la masse perdue chaque seconde par la Soleil

6. Déterminer la masse perdue par le Soleil depuis sa naissance ; évoluer le

pourcentage de masse perdue par rapport à la masse totale depuis sa naissance. Proxima Centauri C est l'étoile la plus proche du système solaire. Cette étoile, beaucoup plus petite et plus froide que notre Soleil, rayonne une puissance d'environ

6,9 × 1023W.

7. Calculer l'énergie rayonnée chaque seconde par Proxima Centauri (en Joule)8. A l'aide de la relation d'Einstein, calculez la masse équivalente perdue chaque seconde

par Proxima Centauri.

9. Calculer la durée (en s puis en min et s) pour que la lumière émise par le Soleil arrive sur

Terre

10. Construire, ci-dessous, le diagramme circulaire de la composition du Soleil

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Exercice 2 corrigé disponible

À l'arrière d'une feuille plaquée contre une balle de golf, un élève entoure l'ombre observée. Il s'agit d'un disque dont le rayon est identique à celui de la balle de golf

1. On rappelle que la surface S d'une sphère de rayon R s'exprime : S=4πR².

Si l'on se place à la distance D du Soleil, sur quelle surface est répartie la puissance émise par le Soleil ?

2. Que cherche à modéliser l'élève dans son expérience ? À quoi correspondent

les diffférents éléments ?

3. Déduisez-en l'expression litttérale de la surface interceptant le rayonnement

solaire lorsqu'il parvient sur Terre.

4. Synthèse : Déterminez l'expression litttérale de la fraction du rayonnement

solaire qui est interceptée par la Terre. On pourra montrer que cettte grandeur s'exprime comme le quotient de deux surfaces. Efffectuez l'application numérique Données : - le rayon terrestre vaut RT = 6 371 km - la distance Terre- Soleil vaut D=1,5.10⁸ kmExercice 3 corrigé disponible

1) A l'aide du spectre d'émission du Soleil, déterminer à 1 nm près la longueur

d'onde d'émission maximale λmax.

2) En considérant le Soleil comme un corps noir, calculer sa température T de

surface (en K).

3) À l'aide de la loi de Stefan-Bolztzmann, calculer la puissance surfacique Ps du

rayonnement solaire dans le volume du Soleil.

4) Déduire des calculs précédents et de l'énoncé, la puissance PS du rayonnement

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Exercice 4

Exercice 5

Exercice 6

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Exercice 7

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