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Niveau seconde
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un peu de physique

Posté par
lilinne
29-08-07 à 16:50

bonjour à tous

exercice :
        le 4 juillet 1054, l'astronome chinois Yang Wei De observe l'apparition dans le ciel d'un astre particulièrement brillant. On sait aujourd'hui qu'il s'agit d'une supernova, produit de l'explosion d'une étoile, qui ne subsiste que quelques temps. Celle-ci resta visible dans le ciel même en plein jour pendant 27 jours !
Lors de l'explosion se forme un astre très petit appelé pulsar, animé d'un mouvement de rtation sur lui même, et émettant dans l'espace des signaux très brefs, à la manière d'un phare de marine. Ces signaux sont de même nature que la lumière, mais l'odre de grandeur de leur longueur d'onde est différent.

1) les signaus du pulsar du crabe sont enregistrés par un detecteur qui les reçoit sur tout l'intervalle de longueur d'onde compris entre 1*10-8 m et 1*10-5
le pulsar émet-il des radiations visibles ? ultraviolettes ? infrarouge ?

2 ) le pulsar du crabe est situé à 6,3*10-3 a.l de la terre.
a- exprimer cette distance en Km
b- à quelle date l'explosion a-t-elle eu lieu ?

3)
a- la fréquence de rotation de ce pulsar était de 29,845 700 775 4 Hz le 15/01/2000. A cette date, calculer la durée d'un tour du pulsar notée T
b- par quel adjectif faut-il qualifier le phénomène de réception des signaux succéssifs émis par le pulsar et quel nom faut-il donner à la durée T ?

mon raisonnement :

1) pulsar emet des radiations comprises entre 10 nm et 10 000 nm (1*10-8= 10 nm et 1*10-5=10 000 nm). donc certaines radiations seront visibles tandis que d'autres seront dans l'ultraviolet et l'infrarouge.

2) a- sachant que 1 a.l = 9,5*1015m ; on fait : 6,3-103*9,5*1015= 5,985*1019m= 6,0*1022 km
b- puisque que la lumière parcourt 1 a.l en un an, on voit le pulsar telle qu'il était il y a 6 300 ans

3)a- alors là j'ai pas trop réussi, j'ai fait ça mais je pense que c'est pas juste
f=1/T; T= 1/f= 1/29,845 700 775 4 = 0,033505663 secondes (donc presque 0)
b- très lent et T est la période.

merci de bien vouloir vérifier car je ne suis pas sure de ce que j'ai fait.

Posté par
Coll Moderateur
re : un peu de physique 29-08-07 à 18:25

Bonjour,

1) De 10 nm à 400 nm environ, le rayonnement est dit "ultravilet"
De 400 nm à 800 nm environ, rayonnement visible
De 800 nm à 10 m, rayonnement infrarouge

2a) 1 a.l = 9,46.1015 m, donc 6,3.103 a.l = 6,3.103 * 9,46.1015 = 5,96.1019 m
Attention, cela fait environ 6,0.1016 km

Tu as calculé en millimètres, pas en kilomètres

2b) Tu ne réponds pas à la question.
La lumière met 6 300 ans à nous parvenir : exact.
Nous avons vu la lumière de l'explosion le 4 juillet 1054
A quelle date l'explosion a-t-elle eu lieu ?

Posté par
Coll Moderateur
re : un peu de physique 29-08-07 à 18:49

Un "bon article" de Wikipedia sur la nébuleuse du Crabe :

Tu verras que la date du 4 juillet 1054 est à 2 ou 3 mois près... Mais surtout la distance est donnée pour 6,3.103 années-lumière, c'est-à-dire à une centaine d'années près. Donc ne t'embête pas trop pour la réponse à la question 2b ; ne cherche pas à faire un calcul inutilement précis

Posté par
lilinne
re : un peu de physique 29-08-07 à 19:13

donc il faut juste que je fasse
1054-6300= - 5246 années

Posté par
Coll Moderateur
re : un peu de physique 29-08-07 à 19:26

En "chipotant" à l'extrême -5 247 ans (l'année 0 n'existe pas ; on passe des années -2 puis -1 à +1 puis +2)
Donc, c'est bien cela : cette supernova a explosé environ entre l'an -5300 et l'an -5200

3a : tu as très bien fait. La période est T = 1/f
f environ 30 Hz et donc une période d'environ 33 millisecondes.

Pour cette question nous sommes dans une situation inverse de celle de la question précédente : la fréquence et la période sont connues avec une exactitude et un nombre remarquable de chiffres significatifs. On a même envisagé un moment utiliser ces phares de l'espace (les pulsars) comme étalon de temps ! Mais on a fait mieux (et en France !) et on mesure maintenant très bien le lent ralentissement de la rotation de ces étoiles.
Donc la fréquence étant donnée avec 12 chiffres significatifs, tu peux également annoncer la période avec 12 chiffres significatifs !

3b : je dirais pour ma part que l'adjectif qui qualifie ce signal est "périodique" ; et en effet T est la période.

Posté par
lilinne
re : un peu de physique 29-08-07 à 19:29

merci beaucoup

Posté par
Coll Moderateur
re : un peu de physique 29-08-07 à 20:12

Je t'en prie.
A une prochaine fois !



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