PARTIE Observer : ondes et matière CH1 Ondes et particules
AD1 RAYONNEMENT DANS L’UNIVERS
Rayonnements dans l’Univers
Absorption de rayonnements par l’atmosphère terrestre.
Compétences exigibles
Extraire et exploiter des informations sur l’absorption de rayonnements par l’atmosphère terrestre et ses conséquences sur l’observation des sources de rayonnements dans l’Univers.
Connaître des sources de rayonnement radio, infrarouge et ultraviolet.
QUESTIONS : A l'aide des documents répondre aux questions suivantes :
1°) Isolez les idées essentielles du document 1 et résumez-le en 4 phrases maximum.
Le Soleil émet des rayonnements électromagnétiques sur une large gamme de longueurs d’onde.
Les étoiles chaudes dans le domaine des UV et les étoiles froides dans le domaine des IR.
Certains rayonnement invisibles n’ont pu être découverts que tardivement en raison de leur absorption par l’atmosphère. Pour y remédier on utilise des télescopes spatiaux ou des observatoires en altitude.
2°) Analysez le document 2 :
a) La grandeur portée en ordonnée est l’absorption de l’atmosphère terrestre. 0%, le rayonnement est totalement transmis et 100 % pole rayonnement est totalement absorbé.
b) La grandeur est représentée en abscisse est la longueur d’onde exprimée en mètres. L’échelle utilisée est une échelle logarithmique. A chaque graduation la grandeur augmente est multipliée par 10.
c) Les domaines de rayonnement difficilement observables depuis la surface de la Terre sont les rayons X et une partie de UV, certaines radiations rouges, les infra rouges et une partie des ondes radio.
d)
3°) Les domaines de rayonnement absorbés par : - la vapeur d'eau : les IR et les ondes radio - le dioxygène et l'ozone les micro-ondes
4°) Deux domaines dans lesquels émettent les étoiles UV et IR
5°) Donner deux raisons pour lesquels certains des rayonnements émis par les étoiles ne nous parviennent pas toujours. Les ondes subissent l’extinction atmosphérique : leur intensité diminue en fonction de l’épaisseur d’atmosphère traversée et les rayonnements sont diffusés par les molécules de gaz. Par ailleurs les fluctuations atmosphériques font que les images sont de piètre qualité.
6°) Les longueurs d'onde des radiations observées par un radiotélescope sont les ondes comprises entre10-1 et 104 m (0,1 MHz à 1 GHz) Au niveau de la mer les ondes de plus de plus de 10 MHz ne sont pas absorbées par l’atmosphère terrestre don on peut placer un radio télescope au niveau de la mer.
7°) Les observations améliorées par l'utilisation de télescopes spatiaux sont celles des objets peu lumineux.
8°) En appliquant la loi de Wien, les domaines de température associés à un maximum de rayonnement : T = 2,9.10-3 / λmax =
1) dans le visible λmax =800 nm T= 3,6.10 3 K
2) dans le moyen infrarouge λmax = 10 –5m T= 2,9.10 2 K 3) dans le lointain infrarouge λmax = 10 –3m T=2,9 K
9°)
