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DM sur la nébuleuse d'Orion
Bonjour,
Après avoir relu plusieurs fois mon DM, je n'arrive toujours pas à répondre aux questions posés, j'ai donc besoin de votre aide ^^.
Voici l'énoncé ainsi que les questions :
La nébuleuse d'Orion, visible à l'œil nu, ne révèle véritablement sa couleur qu'au téléscope et après traitement d'image : elle est rougeâtre.
Doc 1 : La grande nébuleuse d'Orion
C'est un nuage de gaz interstellaire constitué en majorité d'atomes d'hydrogène au sein duquel, en particulier, quatre étoiles très chaudes émettent un rayonnement riche en ultraviolets. Ce nuage nous apparaît lumineux, de couleur rougeâtre.
Sous l'effet du rayonnement UV reçu, le gaz de la nébuleuse est partiellement ionisé. Les électrons se recombinent avec des noyaux d'hydrogène pour former des atomes excités qui se désexcitent progressivement avec émission de photons. En particulier, la transition des atomes d'hydrogène du niveau d'énergie 3 au niveau d'énergie 2 a lieu fréquemment
Doc 2 : Spectre de la lumière issue de la nébuleuse d'Orion
Doc 3 : Diagramme de niveaux d'énergie de l'hydrogène
Partie bleu : Ici, l'atome est dit "ionisé" car il perd son électron et devient un ion : toute les énergies sont permises en fonction de l'énergie cinétique qu'acquiert l'électron.
** image supprimée **
Questions :
1) Pour quelle raison le rayonnement des quatres étoiles de la nébuleuse est-il riche en ultraviolets ?
Ma proposition de réponse : Parce que le niveau d'énergie de l'hydrogène est négative ?
2) Quelle est l'énergie minimale d'un photon susceptible d'ioniser un atome initialement dans son état fondamental ? Quelle est la longueur d'onde dans le vide y de la radiation correspondante ? Dans quel domaine des ondes lumineuses se situe-t-elle ?
Ma proposition de réponse : J'ai pas compris la première partie de la question.
Pour la deuxième partie, je pense que c'est cette formule :
Longueur d'onde = célérité de la lumière dans le vide/fréquence
Et donc :
Longueur d'onde = 3.00*108/V mais je ne vois pas comment trouver la fréquence dans cette situation.
Enfin, je suppose que sa se situe dans le domaine ultraviolet.
3) Rédiger un paragraphe expliquant la couleur rougeâtre de la nébuleuse d'Orion.
Ma proposition de réponse : Je pense que c'est une conclusion des deux autres réponses donc je ne pense pas que j'ai les éléments nécessaire pour y répondre.
Voilà, je sais que mes proposition réponses sont loin d'être excellente mais j'ai beaucoup de difficulté dans cette matière. Merci d'avance a ceux qui accepterons de m'aider 
Bonjour Iguolta.
Sauf caprice de mon PC, les images associées aux Doc 2 et 3, ne sont pas accessibles.
Concernant vos réponses, il me semble que ce n'est pas très pertinent ni très convaincant.
La première chose à faire avant de chercher à répondre est d'étudier le cours de manière approfondie et non se contenter d'aller y repérer 2 ou 3 formules qui, utilisées au hasard, ne mèneront nulle part.
Relisez attentivement votre leçon ou reportez vous aux liens suivants...
sur l'Ile de physique (§II en particulier) 
Modèle ondulatoire et particulaire de la lumière
sur le site de l'observatoire de Paris
A vous de jouer.
Bonsoir,
Tout d'abord, merci d'avoir répondu si rapidement
J'ai consacré une bonne partie de mon temps pour comprendre et rectifier mes erreurs et voici donc ce que je propose maintenant :
1) Pour quelle raison le rayonnement des quatres étoiles de la nébuleuse est-il riche en ultraviolets ?
Ma proposition de réponse : Le rayonnement des quatre étoiles de la nébuleuse est riche en ultraviolets puisque ses quatres étoiles sont très chaudes, et, d'après la loi de Wien, plus un corps est chaud, plus son spectre sera de courte longueur d'onde.
>> Je trouve que ma réponse est très maladroite et plutôt mal dis :/
2) Quelle est l'énergie minimale d'un photon susceptible d'ioniser un atome initialement dans son état fondamental ? Quelle est la longueur d'onde dans le vide y de la radiation correspondante ? Dans quel domaine des ondes lumineuses se situe-t-elle ?
Ma proposition de réponse : -> L'énergie minimale d'un photon susceptible d'ioniser un atome initialement dans son état fondamentale est de 13.6 eV puisqu'on peut remarquer que dans le diagramme que l'état fondamentale de l'hydrogène est de -13,6 eV et qui faudrait 13.6 eV pour que l'atome soit dans un état ionisé, donc dans une énergie positive.
Soit :
e1 + ΔE = 0 donc
ΔE = 0 + e1
ΔE = 0 + 13.6
ΔE = 13.6
-> ΔE1->5 = hc/λ1 eV 1.6x10-19 J 13.6 eV 2.176x10-18 J
avec :
c = 3.00x108 m.s-1
h = 6.63x10-34 J.s
ΔE1->5=2.176x10-18
Donc :
λ = hc/ΔE
λ = (6.63x10-34x3.00x108)/(2.176*10-18) ≈ 9.14x10-6 m ≈ 91.4 nm
-> Il se situe donc dans le domaine ultraviolet.
>> Désolé si ma réponse est plutôt mal organisé ^^'
3) Rédiger un paragraphe expliquant la couleur rougeâtre de la nébuleuse d'Orion.
Ma proposition de réponse : Ici par contre, je ne sais pas comment m'y prendre :/ Je ne vois pas comment d'ailleurs utilisé le document 2 dans ce paragraphe. Pouvez-vous m'aider s'il vous plait ?
En espérant cette fois-ci avoir compris mon cours pour les deux premières questions ^^
Pour les deux documents, je les mets ici respectivement :
C'est nettement mieux que le premier jet de réponses...Manifestement vous avez étudié et bien assimilé les notions essentielles concernant les spectres atomiques.
Pour la question 1)...
Ma proposition de réponse : Le rayonnement des quatre étoiles de la nébuleuse est riche en ultraviolets puisque ses quatres étoiles sont très chaudes, et, d'après la loi de Wien, plus un corps est chaud, plus son spectre sera de courte longueur d'onde.
Seule la fin est à changer, écrivez plutôt quelque chose comme "... plus son spectre comporte des raies de courtes longueurs d'onde...".
Pour la réponse 2), tout est très bien, ne changez rien ; peut être pouvez vous simplement préciser pourquoi vous classez la radiation de longueur d'onde 91.3 nm dans l'UV.
Pour la question 3), voici une piste...
A quelles couleurs correspondent les raies visibles, les plus intenses, du spectre de la lumière émise par Orion ?
Vous êtes en très bonne voie, continuez, c'est bien !
P.S. Les pièces jointes sont parfaitement visibles dans votre dernier message.
P.P.S. N'abusez pas des couleurs, ça rend la lecture pénible !
Bonjour,
Pour justifier la réponse 2, je peux tout simplement dire que sa situe dans le domaine des ultraviolets puisque λ < 400 nm ?
Pour la question 3, je propose :
"La couleur rougeâtre de la nébuleuse d'Orion provient des raies les plus intenses du spectre émise par le spectre de la lumière par Orion, étant de couleurs rouge (se trouve vers 655 nm). Cette couleur rouge provient de la couleur de l'hydrogène ionisé."
Après, je ne sais pas trop quoi rajouter :/
OK pour la 2).
Pour la 3)...
"La couleur rougeâtre de la nébuleuse d'Orion provient des raies les plus intenses du spectre émise par le spectre de la lumière par Orion, étant de couleurs rouge (se trouve vers 655 nm)."
Cette couleur rouge provient de la couleur de l'hydrogène ionisé.
Oubliez cette dernière remarque (ou reformulez la) et calculez plutôt la longueur d'onde émise lors de la transition du niveau 3 au niveau 2 évoquée dans le texte.
Pour la 3)
Calcul de λ émise lors de la transition du niveau 3 au niveau 2 :
λ 3->2 = hc/ΔE 3->2
avec :
ΔE 3->2 = E3 - E2 = -1.51 - (- 3.40) = 1.89 eV
ΔE 3->2 = 1.89 x 1.6 x 10 -19 = 3.021 x 10 -19
c = 3.00 x 108 m.s-1
h = 6.63 x 10 -34
Donc :
λ 3->2 = hc/ΔE 3->2 = (6.63 x 10 -34 x 3.00 x 108)/3.024x10-19 = 6.57 x 10 7 m = 657 nm
--------
La couleur rougeâtre de la nébuleuse d'Orion est dû aux raies les plus intenses qu'émet le spectre de la lumière. Lorsque la transition des atomes d'hydrogène du niveau d'énergie 3 au niveau d'énergie 2 à lieu, la longueur d'onde émise se trouve à 657 nanomètres, et donc, au niveau de la couleur rouge.
Après, je ne sais pas si je dois mettre le calcul avant, après ma réponse "général" ou juste avant que je cite le résultat avec une tournure de phrase différente.
C'est très bien ainsi, le calcul fait en préambule justifie parfaitement la conclusion que vous avez rédigée.
P.S. N'oubliez pas de préciser l'unité du 
E3->2 = 3.021 
10-19 ????
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