Une étoile filante

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Exercices
Classe(s) : 1re S | Thème(s) : Sources de lumière colorée


Dans la nuit du 12 au 13 mai 2002, alors qu’ils observaient une supernova dans une galaxie éloignée à l’aide du VLT (Very Large Telescope) à l’observatoire de Paranal au Chili, des astronomes ont eu la chance de voir une étoile filante traverser le champ du télescope, et ont pu enregistrer le spectre de la lumière émise.

La partie du spectre obtenu est :

1. Indiquer sur ce spectre les domaines de la lumière visible, des rayonnements infrarouges et ultraviolets.

2. On donne le diagramme des niveaux d’énergie d’un des éléments mis en évidence par le spectre obtenu.

Une transition correspondant à l’une des raies de ce spectre y est représentée par une flèche.

La raie correspondante est-elle une raie d’émission ou d’absorption ? Justifier.

3. Donner l’expression de l’énergie échangée entre l’atome et le milieu extérieur lors de cette transition. On notera la fréquence de la radiation lumineuse correspondante.

4. Donner la relation entre la longueur d’onde de cette radiation et sa fréquence  dans le vide.

5. Déterminer sur le diagramme la valeur de .

Convertir en joule la valeur trouvée.

6. Calculer alors la valeur de la longueur d’onde correspondant à cette transition.

7. On donne les tableaux de quelques longueurs d’onde de raies de différents éléments. Identifier l’élément mis en évidence par cette raie.

Quelques longueurs d’onde de raies (en nm)

Élément azote

396

404

424

445

463

480

505

550

575

595

648

661

Élément oxygène

391

397

420

442

465

616

700

         

Élément hydrogène

397

412

436

486

656

             

Voir les savoir-faire 3 et 4.

Données :  ;  ; .