Exercice 2 : La sonde Voyager ( / 22)

Tony Leparoux, professeur de physique-chimie.

N.B : si vous ne connaissez pas la vitesse de la lumière, le professeur vous la donnera en échange de 2 points

Exercice 1 : Un peu de cours ( / 11)

L’univers est constitué de plus de 100 milliards de………, la voix Lactée est la nôtre. Elle est elle- même constituée de plus de 100 milliards de Systèmes planétaires ……….. comme le Système Solaire. Au centre du Système Solaire règne une ………, le ……… ainsi que

……….planètes, des ………, des……….. etc… qui gravitent autour.

La matière qui constitue notre planète est constituée d’………., ayant une taille approximative de

………….m. Au milieu de celui-ci règne un ……… ayant une taille d’environ ………m.

Notre univers n’est principalement constitué que de ……… : on dit qu’il a une structure ………..

2/ Calcule la valeur d’une année de lumière a.l. Exprime le résultat dans une unité adaptée. ( /2)

……….

……….

3/ Donne l’ordre de grandeur : ( /2)

 De la taille du plus grand humain nommé Sultan Kosen : 2,51 m : ………..

 De la taille d’une paire de lunette de Soleil : 11 cm : ………

 De la distance Brignoles-Camps la Source : 5,5 km : ………

Exercice 2 : La sonde Voyager ( / 22)

La sonde Voyager 1 a décollé en 1977 pour observer le Système solaire. Toujours en état de fonctionnement, un ingénieur de la NASA affirme à propos de cette sonde: « La sonde est arrivée aux limites du Système Solaire, appelée l’héliopause. Les informations qu’elle nous transmet mettent aujourd’hui 16 h 40 min (16,67 h) à nous parvenir. Elle se situe aujourd’hui, en mai 2012, à environ 120 U.A (Unités Astronomiques) ».

Donnée : 1 U.A = 150 millions de kilomètres = 1,50 x 10¹¹ m ; 1 année = 365,25 j = 31 557 600 s 1/ Les informations voyagent à la vitesse de la lumière. Donne la valeur de cette vitesse dans le vide avec 3 chiffres significatifs : ( /1) v = ………

2/ a/ Calcule la distance entre la sonde Voyager et la Terre en mètres. Donne ce résultat en notation scientifique avec le bon nombre de chiffres significatifs. ( /2)

……….

……….

b/ Donne un ordre de grandeur de cette distance calculée : ( /1)

……….

Nom, prénom, classe :

CONTROLE N° 7 DE P-C SUR : UNIVERS ET SPECTRES

Note :

50

Date : Le Appréciation : Signature :

Compétences Faire : / Raisonner : /11 S’informer : /

Pas de points spécifiques mais il en

sera tenu compte

Savoir : / 21

Appliquer : /18

Tony Leparoux, professeur de physique-chimie.

3/ Justifie la phrase de l’ingénieur : « les informations mettent 16,67 h à nous parvenir » : ( /3)

……….

……….

……….

4/ Admettons que l’on demande à la sonde de faire une mesure de champ magnétique le 16 mai à 19 h 40. A quelle heure sur Terre les ingénieurs doivent-ils lui envoyer le message pour qu’elle fasse cette mesure à cet instant ? Justifie ta réponse. ( /2)

……….

……….

……….

5/ Admettons qu’un homme ait embarqué à bord de cette sonde en 1977 (ce n’est pas vrai ! ). Il pointe son

télescope sur Terre pour regarder cérémonie de passation de pouvoir présidentiel à l’Elysée entre F. Hollande et N. Sarkozy le mardi 15 mai à 10 h (heure prévue de la cérémonie). Malheureusement, il ne voit rien, seulement les

préparatifs de celle-ci. Explique pourquoi et justifie en chiffrant ta réponse. ( /3)

……….

……….

……….

……….

6/ La sonde est prévue pour fonctionner jusqu’en 2025 (encore 13,0 ans). Elle se déplace actuellement à la vitesse vertigineuse de v = 17 100 m.s^-1 = 17,1 x 10³ m.s^-1.

a/ Quelle distance va-t-elle parcourir en 13 ans à cette vitesse. (résultat en m et en notation scientifique).^{( /2)}

……….

………

……….

b/ Montre que la distance totale Terre - Sonde Voyager 1 en 2025 sera d’environ d T-S = 2,50 x 10¹³ m ?( /2)

……….

………

……….

c/ Justifie que les information mettrons alors environ 23 h 10 min à nous parvenir ? ( /2)

……….

……….

7/ On souhaite représenter à l’échelle la distance entre la Terre et la sonde en 2025. Dans cette représentation, la Terre aura un diamètre d = 3,00 cm. En réalité son diamètre est de 12800 km (1,28 x 10⁷ m). La distance Terre sonde Voyager 1 est de d T-S = 2,50 x 10¹³ m aujourd’hui. On recherche la distance Terre sonde notée X dans l’échelle de représentation.

a/ Complète le tableau suivant avec les données de la question 7. ( /2)

Distance réelle Distance à l’échelle Diamètre de la Terre

Distance Terre-Sonde en 2025

b/ Calcule la distance X et donne le résultat dans une unité adaptée : ( /2)

………

……….

Exercice 2: Cours sur les spectres ( /10) SAVOIR

Spectre continu allant du rouge au vert   Corps chauffé vers 4000 °C Spectre de raies coloré sur fond noir   Corps chauffé vers 30000 °C Spectre continu allant du rouge au violet   Spectre d’émission

Spectre de raies sombres sur fond coloré   Spectre d’absorption

Tony Leparoux, professeur de physique-chimie.

2/ Classement des étoiles : Les étoiles sont classées par température décroissante, historiquement avec

les lettres O, B, A, F, G, K, M. Les étoiles de type O sont les plus chaudes et celles de type M les plus froides. On retient la séquence avec la fameuse phrase : « Oh Be A Fine Girl, Kiss Me ».

a/ Le Soleil est classé G, Véga est classée A, Arcturus est classée K et Peacock est classée B. Quelle étoile est la plus chaude et quelle sera sa couleur apparente ? Justifie… ( /2)

……….

……….

……….

b/ Quel type de spectre est émis par Véga? Par l’hydrogène ? ( /2)

……….

……….

c/ Véga contient-elle de l’hydrogène ? Explique. ( /3)

……….

……….

……….

Exercice 4: Les tubes fluorescents « néons » ( /7) APPLIQUER

classe produisent une lumière en apparence blanche. On les appelle aussi tubes fluorescents.

Ces tubes contiennent-ils néanmoins du néon?

Pour le savoir, on a analysé la lumière émise avec un

spectroscope.

1/ De quel type est le spectre émis par le « tube néon »? ^{( /1)}………...

2/ De quel type est le spectre émis par une lumière blanche? ( /1) .………

3/ En analysant les spectres ci-dessous, quel(s) est (sont) le(s) élément(s) chimique(s) présent(s) dans le tube

« néon »? Explique ta démarche. ( /4)

……….

……….

………

……….

4/ Comment devrait-on appeler ces tubes? ( /1)

………

Remarque: la dénomination « fluorescents » provient du fait qu'une poudre fluorescente est présente à la surface du tube.