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L'image ci-dessous montre la constellation d'Orion Les deux étoiles les plus brillantes sont Bé- telgeuse, qui a une température de 3500 Kelvin, et Rigel, avec  

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leur spectre lumineux renseigne sur leur structure On s'intéresse à l'étoile Rigel dans la constellation d'Orion I - Données générales Rigel est une étoile 

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Les spectres de Bételgeuse et Rigel présentent tous deux des fonds continus colorés et des raies noires d'absorption Le fond du spectre de Bételgeuse est centré 

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chromosphère) La lumière envoyée par l'étoile est décomposée et l'on obtient le spectre de Rigel : voir le diaporama « 1S-SpectreEtoile 

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Interpréter le spectre d'une étoile (Page 1) spectres d'émission et d'absorption, continus et de raies On en déduit que le spectre de Rigel sera plus

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Le spectre de la lumière rouge d'un laser est composé d'une seule radiation Rigel, ou Beta Orionis, est l'étoile la plus brillante de la constellation d'Orion

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TP 7 - Le spectre de Rigel CORRIGE

I -

En savoir plus sur l'étoile Rigel.

a- Quelle constellation abrite l'étoile de Rigel ?

C'est la constellation d'Orion constituée de 7 étoiles dont trois au centre de la constellation.

b- Dessiner l'allure de cette constellation. c- Nommer ses principales étoiles. M42

Voir ci-dessus.

d- Ajouter sur le dessin l'objet céleste M42. A quelle catégorie appartient-il ?

M42 est une nébuleuse formée de gaz et de poussières dans laquelle se forment de nouvelles étoiles.

II - Quel est le principe de l'analyse spectrale d'une étoile ? a- Quelle est l'allure du spectre de la photosphère d'une étoile ? C'est un spectre de corps chaud. C'est donc un spectre polychromatique continu

b- Expliquer comment la chromosphère de l'étoile modifie l'allure du spectre d'émission de la photosphère.

Il y a absorption de certaines longueurs d'onde du spectre par la chromosphère. c- Dessiner le schéma de principe de l'absorption de la lumière par la chromosphère. III - Préciser la composition d'une étoile par mesure directe sur son spectre.

4- Mesures :

a- Positionner le curseur au milieu de chacune des raies d'absorption numérotées du spectre de Rigel.

b- Relever la longueur d'onde correspondant à chacune de ces raies et la reporter dans le tableau ci-dessous.

c- Reprendre le travail d'étalonnage pour les parties 2 et 3 du spectre. d- Poursuivre les mesures.

N°raie

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (nm)

433,1 438,1

446,8 447,6

471,0
486,0
492,3
501,4

504,2 505,5 516,8

520,0
531,5

Elément

He H He He Mg 14 15 16 17 18 19 20 21
22
23
24
25
26
27
28

545,1 556,1 560,4 563,5 587,1 613,6 615,6 627,6 634,3 636,3 639,8 656,2 657,9 667,9 686,7

He

5- Exploitation des mesures

Rigel contient donc de l'hélium He, de l'hydrogène H et du magnésium Mg. ( Vous pouvez avoir trouvé d'autres raies,

c'est le principe qui compte ... ) IV- Détermination indirecte de la température des étoiles.

La loi de Wien relie la longueur d'onde

m correspondant au maximum d'émission lumineuse du spectre de l'étoile

à la température T de l'étoile.

m . T = 2900 avec m en µm et T en kelvin ( K ) a- Calculer la température en K d'une étoile pour laquelle m = 400 nm ( maximum d'émission dans le bleu ) Température de surface d'une étoile (en K) pour laquelle Ũ m 400 nm ( maximum d'émission dans le bleu ) T = 2900 / 0,400 = 7250 K b- Calculer la température en K d'une étoile pour laquelle m = 700 nm ( maximum d'émission dans le rouge ) Température de surface d'une étoile (en K) pour laquelle Ũ m 400 nm ( maximum d'émission dans le rouge ) T = 2900 / 0,700 = 4143 K

c- En tenant compte des couleurs de Bételgeuse et de Rigel, indiquer l'étoile qui a la température de surface la

plus élevée.

La couleur des étoiles renseigne sur leur température de surface. Ainsi Bételgeuse qui est de couleur jaune - orange

à une température de surface (4000 K - 5000 K) plus petite que celle de Rigel qui est bleutée (8000 K - 10 000 K)

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