Sidereus nuncius

THEME 1 : L’Univers   Deuxième parcours : Sidereus nuncius NOTIONS ET CONTENUS COMPÉTENCES ATTENDUES Lumière blanche, lumière colorée. Dispersion de la lumière blanche par un prisme ou un réseau. Les spectres d’émission et d’absorption : spectres continus d’origine thermique, spectres de raies. Raies d’émission ou d’absorption d’un atome ou d’un ion. Caractérisation d’une radiation par sa longueur d’onde Savoir que lumière blanche est composée de lumières colorées. Savoir qu’un corps chaud émet un rayonnement continu, dont les propriétés dépendent de la température. Savoir que la longueur d’onde caractérise dans l’air et dans le vide une radiation monochromatique. Utiliser un système dispersif pour visualiser des spectres. Repérer, par sa longueur d’onde une radiation caractéristique d’une entité chimique. Interpréter le spectre de la lumière émise par une étoile. Connaître la composition chimique du Soleil.

Etape 1: Radiation et longueur d’onde Cette vidéo rassemble des vues récentes de la galaxie d'Andromède, ou M31, obtenues dans différentes longueurs d'onde par les télescopes de l'Agence spatiale européenne (ESA). Livre page 258.

a. La longueur d’onde de symbole λ s’exprime en mètre (m) dans le Système international. b. La lumière visible s’étend de 380 nm à 780 nm. La longueur d’onde caractérise dans l’air et dans le vide une radiation monochromatique.

Les rayonnements électromagnétiques ne véhiculent pas les mêmes informations dans les différents domaines de longueur d’onde.

3. a. La lumière visible n’est pas absorbée par l’atmosphère terrestre. b. Les rayonnements qui ont une longueur d’onde comprise entre 10 et 400 nm sont totalement absorbés, sauf les rayonnements proches du visible. L’atmosphère terrestre ne protège donc pas totalement des rayonnements ultraviolets (UV) qui peuvent être dangereux pour la santé.

4. Certains domaines d’ondes électromagnétiques, comme par exemple les rayons X, sont totalement absorbées par l’atmosphère terrestre, d’où l’utilisation de satellites.

Etape 2: le messager céleste En 1835, Auguste Comte, dans son cours de philosophie, cite : “Nous ne saurons jamais étudier, par aucun moyen la composition chimique des étoiles”. Pourtant aujourd’hui nous savons que le Soleil et les étoiles sont principalement constitués d’hydrogène et d’hélium. Nous savons également mesurer la température à la surface de ces astres sans jamais y être allés. Comment fait-on pour déterminer la composition chimique d’un astre inaccessible?

De haut en bas. Spectres respectivement d’une lampe à hydrogène, de Véga de la Lyre, de Capella du Cocher, et de la pleine Lune.

Capella du Cocher

Superficie 37 871 220,85 km2 Albédo géométrique visuel 0,136 Température de surface • Maximum 396 K (123 °C) • Moyenne 250 K (−23 °C) • Minimum 40 K (−233 °C) Caractéristiques de l’atmosphère Pression atmosphérique 10 _10 Pa https://fr.wikipedia.org/wiki/Lune

Capella du Cocher Pour mémoriser l'ordre des types spectraux (OBAFGKM), les anglophones utilisent la phrase « Oh, Be A Fine Girl/Guy, Kiss Me! » Type spectral Véga A Capella G Soleil G https://fr.wikipedia.org/wiki/Type_spectral

Les piles à combustible sont la principale source d'énergie électrique et d'approvisionnement en eau du CSM (Command Service Module). Dans la pile à combustible, la production d'électricité se fait grâce à l'oxydation sur une électrode de l'hydrogène liquide, couplée à la réduction sur l'autre électrode de l’oxygène liquide. Les piles à combustible du vaisseau Apollo sont au nombre de 3et mesurent chacune 111,75 cm de haut, 55,87 cm de diamètre, et pèses 111,130 kg pièce. Elles sont situées dans le secteur 4 du module de service. Elles délivrent une puissance unitaire nominale de 1,42 kW sous 27 à 31 volts. D’après http://www.de-la-terre-a-la-lune.com/apollo.php?page=technos_cm_piles_a_combustible

Questionnement Serait-il possible de prélever l’hydrogène qui se trouve hypothétiquement sur la Lune afin de: Pouvoir y aller à moindre coût, car le module serait plus léger au départ. Pouvoir y rester plus longtemps, car l’électricité et l’eau serait accessible. Voir fiche méthode p 313

Tilt sur la nébuleuse d’Orion et spectre associé. Photos Olivier Gayrard