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la découverte de l'hélium

Posté par
gatgat1991
13-03-07 à 15:11

Bonjour!
J'ai un exercice de physique à faire sur les raies, mais je galère énromément!
Voilà le texte explicatif qui est fourni:

"pendant l'observation de l'éclipse du 18 aout 1868, en Inde, plusieurs observateurs, réalisant l'étude spectroscopique des protubérances, constatent la présence dans le jaune, d'une raie très brillante. Facile à confondre avec celles du sodium, cette raie jaune trahit la présence d'une substance inconnue, identifiée comme telle par Rayet, Janssen et Secchi, et que Lockyer proposera d'appeler "Hélium". Ce ne sera qu'en 1895 que le chimiste William Ramsay parviendra à trouver des traces d'hélium dans les mineraies uranifères".

Après ce texte, suivent 7 questions. J'en ai réussi certaines, mais voilà celles sur lesquelles je bloque:

1)La longueur d'onde de la raie jaune de l'hélium est 587,6 nm. La comparer avec les longueurs d'onde des raies jaunes du sodium 589.0 et 589.6nm. Expliquer pourquoi cette raie n'a été découverte que tardivement par les astronomes.
2)Trouver des raisons pour lesquelles il a été plus simple de découvrir cet élément(l'hélium) dans le soleil plutot que sur Terre.
3) Quelle indication du texte montre que la raie de l'hélium mentionnée est une raie d'émission? Dans quelles conditions particulières l'observation, dont il est question ici, a-t-elle été réalisée?
4) Pourquoi ne peut-on pas observer de raie d'absorption dans ces conditions?

Merci d'avance pour vos réponses et-ou aides!!

Posté par
Coll Moderateur
re : la découverte de l'hélium 13-03-07 à 16:57

Bonjour,

Tu dois bien avoir quelques idées pour répondre à ces questions.
Donne-les nous et je vais essayer de complèter.

Posté par DeltaX (invité)re : la découverte de l'hélium 13-03-07 à 17:24

Exactement: Donner un indice revient presque à répondre à la question. Juste un indice pour la deux(quand même): la réaction thermonucléaire du soleil utilise de l'hydrogène et génère de l'hélium... et rien que ça...

Posté par
gatgat1991
re : la découverte de l'hélium 14-03-07 à 14:32

Après quelques recherhes, je pense pouvoir répondre partiellement à la question 1. Est-ce que vous pouriez me dire si c'est bon?:
La longueur d'onde de la raie jaune de l'hélium est 587,6nm, et celles du sodium 589.0 et 589.6nm. Ces longueurs d'onde sont donc très proches, voir même confondables. Cela est surement du à l'époque ou l'hélium a été découvert:en effet, en 1868, les appareils de mesures n'étaient alors pas aussi précis qu'aujourd'hui, et il était plus dures de différencier des mesures situés dans les nanomètres, voir plus petit encore.

Pour la 2e, je suis vraiment pas sûr. D'après l'aide de Deltax, on pourait dire que l'hélium est très rare sur la Terre, mais que c'est le principal composant du Soleil: il est donc normal de parvenir à le trouver plus facilement dans le Soleil plutôt que sur la Terre.

Pour la 3e, j'ai relevé dans le texte le passage"constatent la présence dans le jaune, d'une raie très brillante". Or les raies brillantes ne sont visibles que dans les spectres d'émission( je n'en suis pas si sur en fait!). C'est lors d'une éclipse que l'observation a été réalisé.

Par contre je n'ai aucune idée pour la 4e question, j'orais vraiment besoin d'aide!
Merci!

Posté par
Coll Moderateur
re : la découverte de l'hélium 14-03-07 à 15:26



Excellent travail !

Pour la première question : je te propose une légère modification de la dernière phrase :
en effet, en 1868, les spectroscopes (spectromètres maintenant) n'étaient alors pas aussi performants qu'aujourd'hui, et il était plus dur de différencier des longueurs d'onde si voisines.

Oui pour la deuxième question. Sur Terre l'hélium est vraiment un "gaz rare". Il a des applications (gonflage des ballons de météorologie, moins dangereux que l'hydrogène ; les techniques du froid extrême...) où il est difficile ou impossible à remplacer et il est de plus en plus cher. Dans le soleil (et son nom "hélium" vient du mot grec qui veut dire "soleil") il est le résultat de la fusion de l'hydrogène ; on a même cru que le Soleil était fait avec d'autres éléments chimiques que ceux de la Terre.

Troisième question : oui une raie "brillante" donc une raie d'émission. Une raie d'absorption est une raie sombre ou noire. Cette raie a été observée lors d'une éclipse car l'émission provient des protubérances qui ne peuvent être observées si le disque principal n'est pas masqué. Quand on regarde le disque principal et que l'on réalise l'analyse par spectrométrie de sa lumière on peut voir les raies de l'hélium comme des raies d'absorption, sombres (pour comprendre cela, lis ma réponse à la quatrième question).

Quatrième question : une raie d'absorption est visible quand le gaz qui en est responsable est éclairé par l'arrière pour l'observateur : la lumière en passant à travers le gaz perd les photons correspondants à certaines fréquences (certaines longueurs d'onde) : ces longueurs d'onde absentes pour l'observateur apparaissent alors comme des raies sombres. Mais ici derrière les protuburances il n'y a pas de source de lumière, ce sont les protubérances qui sont (beaucoup plus faiblement que le disque solaire) lumineuses et qui envoient des photons pour certaines fréquences caractéristiques du gaz qui les compose, ce sont alors des raies d'émission.

Posté par
gatgat1991
re : la découverte de l'hélium 14-03-07 à 19:04

Merci merci merci beaucoup, je sais pas comment vopus remericer, vous me sauvez la vie.
C'est vraiment extremement gentil de donner de son temps pour aider des pauvres gens perdus en maths ou physique, alors que vous aussi vous avez une vie!
A bientot

Posté par
Coll Moderateur
re : la découverte de l'hélium 14-03-07 à 19:08

Je t'en prie.
A une prochaine fois !



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