Evaluation.5 : Lumières et spectres CORRECTION Exercice.1 : QCM
2nde
Evaluation.5 : Lumières et spectres
CORRECTION
Exercice.1 : QCM (5 points)
Entoure la bonne réponse : Réponse juste (0.5 point) Pas de réponse (0 point) Fausse réponse (-0,25 point)
1. Le spectre suivant est un spectre :
D’émission continu De raies d’émission De raies d’absorption
2. Le spectre suivant est un spectre :
D’émission continu De raies d’émission De raies d’absorption
3. Le spectre suivant est un spectre :
D’émission continu De raies d’émission De raies d’absorption
4. Pour obtenir un spectre de raies d'émission, il faut que le corps soit :
Un solide chaud Un gaz chaud sous forte pression Un gaz chaud sous faible pression
5. Pour obtenir un spectre de raies d’absorption, il faut que le corps soit :
Un solide chaud Un gaz chaud Un gaz froid
6. Le spectre de la lumière d'une lampe à incandescence (A filament) est un spectre :
D’émission continu De raies d’émission De raies d’absorption
7. La couleur violette correspond à des radiations dont les longueurs d'onde sont comprises entre :
400 nm et 424 nm 575 nm et 585 nm 647 nm et 700 nm
8. Les étoiles pour lesquelles la température de surface est la plus élevée sont de couleur :
Rouge Jaune Bleue
9. Les raies sombres du spectre solaire sont dues à :
L’absorption de l'atmosphère terrestre L'absorption des éléments la chromosphère solaire
L’absorption des éléments de la photosphère solaire
10. Le gaz inconnu :
Contient uniquement de l'hydrogène Contient de l'hydrogène Ne contient pas d'hydrogène
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Succession de domaine de couleurs sans interruption, du violet au rouge.
Fond noir et raies colorées
Fond coloré et raies noires
Spectre de raies d’absorption d’un gaz inconnu
Spectre de raies d’émission de l’hydrogène
Exercice.2 : Lumière monochromatique ou polychromatique (2 points)
L’analyse d’une lumière permet de détecter la présence de quatre radiations colorées, une violette, une verte, une jaune et une
rouge.
a) La lumière étudiée est-elle monochromatique ou polychromatique ? Justifier.
Cette lumière est composée de plusieurs radiations lumineuses, elle est polychromatique.
b) A l’aide du tableau ci-dessous, associer à chacune des quatre longueurs d’onde qui suivent la radiation colorée
correspondante.
1 = 580 nm 2 = 420 nm 3 = 750 nm 4 = 520 nm
Couleur
Domaine de longueur d’onde
Violet
400 nm à 450 nm
Bleu
450 nm à 520 nm
Vert
520 nm à 565 nm
Jaune
565 nm à 590 nm
Orange
590 nm à 625 nm
Rouge
625 nm à 800 nm
1 = 580 nm : Rouge
2 = 420 nm : Violet
3 = 750 nm : Rouge
4 = 520 nm : Vert
Exercice.3 : Couleurs des étoiles (2 points)
A l’aide des informations fournies par le tableau ci-dessous, répondre aux questions.
Etoile
Couleur
Véga
Bleue-Blanche
Sirius
Blanche
Proxima Centauri
Rouge
Capella
Jaune
a) Quelle est l’étoile qui possède la température de surface la plus élevée ? Justifier.
Plus la température de surface d’une étoile augmente plus son spectre s’enrichit dans les couleurs bleutées :
L’étoile la plus chaude est alors Véga (Bleue-Blanche)
b) Attribuer à chaque étoile sa température de surface.
T1 = 2740 °C T2 = 5400 °C T3 = 8000 °C T4 = 9360 °C
Véga : 9360 °C (Bleue-Blanche)
Sirius : 8000 ° C (Blanche)
Capella : 5470 °C (Jaune)
Proxima Centauri : 2750 °C (Rouge)
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Exercice.4 : Nature d’un spectre (3 points)
D’après un texte d’André Brahic : << Joseph Van Fraunhofer fut le premier, en 1814, à observer ces disparitions de
lumières dans le spectre émis par une étoile>>. Voici un extrait du spectre qu’il a observé, où l’on peut observer
des raies noires sur un fond coloré continu, nommées A, B, C, D, E, F1, F2, G, H et I (Figure ci-dessous) :
a) Les raies observées sont-elles des raies d’émission ou d’absorption ? Justifier.
Le spectre ci-dessus présente des raies noires sur un fond coloré : il s’agit d’un spectre de raies d’absorption.
b) Expliquer en deux à trois lignes l’origine de ces raies noires.
Les raies noires présentes dans le spectre d’une étoile correspondent aux radiations lumineuses absorbées par
les éléments contenus dans l’atmosphère solaire (Chromosphère).
c) Quelles sont le raies appartenant au domaine du visible ? Celles appartenant au domaine des ultraviolets (UV) ?
Celles appartenant au domaine des infrarouges (IR) ? Justifie ta réponse.
Les raies appartenant au domaine du visible sont celles dont les longueurs d’onde appartiennent à l’intervalle
[400 nm; 800 nm]: Raies B, C, D, E, F1, F2, G, H et I
La raie A possède une longueur d’onde inférieure à 400 nm, elle se situe dans le domaine de l’ultraviolet (UV).
Aucune raie n’appartient au domaine de l’infrarouge > 800 nm.
Exercice.5 : Analyse du spectre d’une étoile (4 points)
On fournit ci-dessous une partie du spectre d’absorption du Soleil, ainsi que les longueurs d’onde d’émission en nm de
quelques éléments chimiques. Identifier les éléments que peuvent contenir la couche superficielle du Soleil.
Rédige et justifie clairement ta démarche.
Hydrogène
Sodium
Hélium
410,1
434,0
486,1
656,3
589,0
589,6
447,2 501,6
471,3 587,6
492,2 667,8
Pour pouvoir identifier la présence d’un élément chimique, il faut d’abord relever les longueurs d’onde des différentes
raies du spectre.
A = 396 nm B = 410 nm C = 435 nm D = 486 nm E = 527 nm
F1 = 589 nmF2 = 600 nm G = 656 nm H = 687 nm I = 760 nm
Aux erreurs de lecture près, et par comparaison avec les valeurs du tableau, on peut conclure à la présence de
l’élément hydrogène (4 raies présentes) et de l’élément sodium (deux raies présentes). Voir tableau ci-dessus.
3/4
(nm)
(nm)
Exercice.6 : Gaz dans une lampe fluorescente (4 points)
Les lampes fluorescentes sont appelées improprement <<Néon>> alors qu’elles ne contiennent pas ce gaz, sauf cas particulier
des enseignes lumineuses rouges. Il existe plusieurs types de lampes fluorescentes, les plus courantes ont un spectre
continu d’où se détache néanmoins des raies d’émission de forte intensité, comme l’indique le graphe suivant :
On donne dans le tableau qui suit les valeurs des longueurs d’onde en nm des raies de différents éléments.
Hydrogène
Magnésium
Mercure
Hélium
398,4
410,3
434,2
486,1
656,3
517,3
518,4
365,0
404,7
435,8
546,1
577,0
579,1
382,0 492,2
400,9 501,6
402,6 504,8
414,4 585,2
438,8 587,6
447,1 667,8
471,3 706,5
1. Trouver, à partir du graphe ci-dessus, les valeurs approximatives des longueurs d’onde des six raies intenses des
lampes fluorescentes.
Relevons approximativement les longueurs d’onde des différentes raies :
1 = 365nm2 = 405 nm 3 = 436 nm 4 = 546 nm 5 = 575 6 = 579 nm
2. Déterminer l’élément présent dans les lampes fluorescentes. Justifier.
A partir des six raies, et aux erreurs de lecture près, on peut identifier la présence de l’élément Mercure dans
les lampes fluorescentes. (Voir tableau ci-dessus)
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1
3
4
5/6
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1
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4
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