La raie H de l'hydrogène est mesurée à nm au laboratoire
Exercice supplémentaire · niveau 3 (difficile) · physique (première), chapitre 8 — La lumière : images, couleurs, photons · La lumière des étoiles
Énoncé
La raie H de l'hydrogène est mesurée à nm au laboratoire. Dans le spectre d'une galaxie lointaine, on l'observe à nm.
- Calculer le décalage relatif .
- En déduire la vitesse d'éloignement, sachant que pour .
- Pourquoi parle-t-on de « décalage vers le rouge » ?
Corrigé
1. .
2. , soit .
3. Parce que augmente : la raie glisse vers les grandes longueurs d'onde, c'est-à-dire vers le rouge du spectre visible. C'est l'analogue optique de l'effet Doppler sonore — la sirène qui s'éloigne « descend », la galaxie qui s'éloigne « rougit ».
Contrôle : , très inférieur à : l'approximation est légitime. ✓ Une vitesse de quelques milliers de kilomètres par seconde est typique d'une galaxie à quelques centaines de millions d'années-lumière.
Piège : croire que la couleur de la galaxie « devient rouge ». Ce n'est pas la teinte globale qui change, c'est la position des raies dans le spectre — ce que seule la spectroscopie révèle.
Les autres exercices de ce chapitre Le cours du chapitre
Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.