Atelier A08 :

Détermination de la température de la photosphère du Soleil et de celle d'une tache solaire à partir de mesures spectrales et de l'utilisation des lois du corps noir.

Présentation

- Objectifs :

Recherche des caractéristiques de corps noirs de différentes températures par l'étude graphique de leurs spectres.

-Application :

- estimation graphique, par différentes méthodes liées à son rayonnement, de la température de la surface de Soleil en utilisant le modèle du corps noir.

- discussion sur l'application du modèle du corps noir au Soleil.

- Produit fini : courbes sur papier millimétré ;

- Utilisation : Estimation de la température de surface du Soleil ; cas particulier d'une tache solaire.

Réinvestissement en classe

- en collège : difficile voire impossible ; notions trop théoriques.

- au lycée : activité à adapter pour laisser une plus grande autonomie des élèves dans l'esprit du programme de l'option Sciences expérimentales et à enrichir par des expériences adaptées.

* Points intéressants :

- méthodologie : technique scientifique non connue des élèves.
- modélisation : appréciation de la validité d'un modèle en physique.

* Mise en œuvre : tracé des courbes sur ordinateur pour alléger la représentation graphique et le calcul de surface.

Cette activité a été mise en œuvre en classe (voir plus loin)

- en club : le tracé de courbe peut constituer un travail un peu trop scolaire ; l'utilisation de logiciels de tracés de courbes peut rendre cette activité plus attrayante

suggestion d'expériences : calorimétrie, analyse d'un spectre continu par une cellule photosensible (voir la bibliographie)

Exemple d'activité réalisée en lycée, 1ère S option. (durée 5 heures)

Dans le thème "rayonnement et couleur", comment déterminer la température des astres depuis la Terre ?

Expériences élèves : (2 heures)

- un corps peint en noir absorbe et rayonne davantage qu'un corps peint en blanc.
- la couleur d'une source change avec sa température
- plus la température d'une source est grande, plus elle émet dans le bleu.

Information théorique fournie par l'enseignant sur le corps noir : définition et lois correspondantes (1 heure)

Au choix des élèves : détermination de la température du Soleil ou des étoiles par plusieurs méthodes. Liaison température - couleur dans le cas des étoiles. (Fiches 17 et 18 Belin.)

Éléments bibliographiques

- Méthodes de l'astrophysique ; comment connaître et comprendre l'univers ? L.Gouguenheim, CNRS - Hachette
- Astrophysique 18 Fiches, options expérimentales, CLEA - Belin
- Physique option sciences expérimentales 1ère S. Hachette et Nathan

- sur Internet