1° Ens Scientif – Chap 4 : Le rayonnement solaire

Partie I : Cours et illustrations de cours

.

I Observation d’un spectre en intensité lumineuse

.

1° Analyse spectrale du rayonnement d’un corps chaud.

.

.

2° Relation obtenue :

.

.

Graphe avec régressi de λmax = k / θ (en °C)

.

Graphe avec régressi de λmax = k / T (en K)

.

L’origine des température doit donc être décalée à – 273 °C pour avoir une relation linéaire.

Cette origine sera appelée le zéro absolu (voir Wikipedia). On définira avec cette origine une échelle de température appelée « Échelle Kelvin(*)« .

Comment est définie l’échelle Kelvin :

.

.

3° Équation correspondant à la loi de Wien

.

On pourra la retenir sous la forme :

Avec :

  • λmax : Longueur d’onde du maximum d’émission (en m)
  • et T : Température de la surface du corps noir (en K)

Cette relation sera utilisée dans les exercices.

.

.

II La puissance radiative du Soleil

.

1° La puissance radiative du soleil se mesure au sol.

.

Illustration : Une personne qui bronze ressent la puissance radiative du soleil.

.

La puissance radiative est la puissance lumineuse reçue (en W) du fait des radiations lumineuses du soleil. Elle est mesurée au sol, par unité de surface mesurée à plat sur le sol (en m2).

Cette surface peut être notée S. On a donc, pour définition mathématique de la puissance surfacique, la relation :

Cette puissance s’exprimera donc en W.m-2

.

2° Puissance P versus énergie E

.

L’énergie est la puissance × temps. Pour preuve, pensez à la facture EDF ! : Plus j’utilise mon four de 3000 W (=puissance) pendant une longue durée (=temps), plus la consommation facturée est élevée (=Énergie).

.

.

III Les paramètres qui influencent le climat

.

1° Les positions relatives de la Terre et du Soleil

.

.

2° Plusieurs paramètres ont une influence sur le climat, d’autres pas !

.

Une animation est éventuellement disponible en cliquant sur l’image ci-dessous :

.

.

.

IV La production d’énergie par fusion

.

1° Une cascade de réactions de fusion

.

.

Le bilan de cette cascade de réaction s’écrit donc :

6 11H  → 42He + 2 11H  + 2 β+ + 2 + 2

Remarque : Pour vérifier les lois de Soddy :

  • La désintégration β+ peut être notée +10e
  • Le rayonnement gamma peut être noté 
  • De même, le neutrino, noté peut être noté

.

2° L’énergie dégagée par la perte de masse

.

Les particules reliées entre-elles sont plus légères que les particules prisent séparément.

La fusion de 2 noyaux pour former un plus gros noyau s’accompagne donc d’une variation de masse : Δm

 

3° La relation d’Einstein

 

Cette différence de masse Δm correspond à une énergie E selon la loi d’Einstein :

.

4° La fusion sur Terre : Le projet ITER – En vidéo

.

 

A l’intérieur du Tokamak

.

.

 Bilan

.

Cliquez sur le lien suivant pour accéder à la « Fiche de cours » qui sera complétée en classe.

.

.

Exercices possibles

.

Exercice d’application directe : n° 9 – p 83

Remarque : Cet exercice est déjà corrigé dans votre livre.

Faire les exercices d’approfondissement : n° 6, 11, 14, 18 – p 82-85

Ces exercices seront corrigés en classe et leur corrigés vous seront ensuite accessibles dans la partie « Corrigés » ci-dessous.

.

.

 Corrigés

.

Des éléments de correction complémentaire apparaitront ci-dessous lorsque la partie correspondante aura été faite en classe. Un code utilisable ci-dessous vous sera alors transmis par l’intermédiaire d’École Directe.

.

Le contenu ci-dessous est protégé par mot de passe

Un code vous sera donné par votre professeur lorsque le chapitre sera terminé.