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I. Travailler … a Capella (11 points) 1. La carte d’identité de Capella

1.1. Compléter la phrase suivante : « A travers le télescope, l’astrophysicien voit l’étoile Capella telle qu’elle brillait il y a 42 ans. Voir loin, c’est voir tôt »

1.2. Il s’agit d’un spectre de raies d’absorption car on observe des raies noires sur un fond coloré.

1.3.

longueur d’onde  (nm) 400 434 486 527 656

L (cm) 0 2,0 5,0 7,5 15

1.4. Voir graphe

1.5. La courbe tracée est une droite représentant une fonction affine car elle ne passe par l’origine (0 ; 0) mais par le point (400 ; 0).

1.6. En utilisant le graphe, pour L = 6,0 cm, (Mg) = 502 nm.

1.7. Pour une longueur d’onde  = 580 nm, la distance attendue entre cette raie et la raie de longueur d’onde 400 nm prise pour origine est d’après le graphe D = 10,5 cm. Voir le spectre pour la place de cette raie.

2. Quelle est la couleur de Capella ?

2.1. T(°Celsius) = T(Kelvin) - 273 = 2530 - 273 = 2257 °C

2.2. Les longueurs d’onde extrêmes du domaine du visible sont 400 nm et 800 nm.

2.3. max  T = 1,9  10 ⁶ donc max = = = 751 nm » 750 nm.

La couleur de cette étoile est rouge car la longueur d’onde est proche de 800 nm.

2.4. Mars appelée la «planète rouge» n’est pas une étoile et n’est donc pas rouge parce qu’il y règne une température identique à la température qui règne à la surface de Capella mais simplement parce que la surface de Mars est couverte de roche riche en oxyde de fer. La température moyenne à la surface de Mars est de - 50°C.

II. Les éléments chimiques et la classification périodique (9 points + Bonus : 1 point )

H He

Li Be B C N O F Ne

Na Mg Al symbole : Si

nom : silicium P symbole : S

nom : soufre Cl Ar

1) les éléments chimiques sont classés dans la classification périodique actuelle par numéro atomique croissant suivant une ligne et par propriétés chimiques semblables suivant une colonne.

2) L’élément azote N a pour numéro atomique Z = 7, l’élément chlore Cl Z = 17 et l’élément phosphore P, Z = 15.

3) La structure électronique du lithium Li (Z = 3) est K²L¹

La structure électronique de l’aluminium Al (Z = 13) est K²L⁸M³ 4) L’élément chlore appartient à la famille des halogènes.

5) La famille des alcalino-terreux correspond à la 2^ème colonne de la classification périodique : élément Be et Mg.

6) l’atome de chlore a pour structure électronique K²L⁸M⁷. Pour obtenir la structure électronique d’un gaz rare, il doit gagner un électron pour former un ion chlorure C

l

^ de structure électronique K²L⁸M⁸. L’ion formé est un anion car il porte une charge négative.

7) Les « isotopes » sont des éléments qui ont même nombre de protons mais un nombre de nucléons différents 8) L’isotope ³¹P a 15 protons, 31 nucléons soit 16 neutrons et 15 électrons dans son nuage électronique

L’isotope ³²P a 15 protons, 32 nucléons soit 17 neutrons et 15 électrons dans son nuage électronique 9) Bonus (1point) : Voir la classification périodique

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580

(2)

I

1.1

¹ ²

/22 1.2

¹ ²

1.3

1 2 3

1.4

1 2

1.5

1 2

1.6

1 2

1.7

¹ ²

2.1

¹

2.2

1

2.3

1 2 3

2.4

1 2

II

1

1 2

/20

2

1 2 3

3

¹ ²

4

1

5

1

6

1 2 3 4

7

1 2

8

¹ ² ³

9

¹ ²

TOTAL : ... /42

NOTE : ... /20

CS : erreur de chiffres significatifs U : oubli ou erreur d’unités

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