Classe : 1èreSTL MESURE et INSTRUMENTATION

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Classe : 1èreSTL  MESURE et INSTRUMENTATION  L.T. Catalins  page 1/8   Spectrométrie?MI.docx      Comment déterminer la nature des éléments chimiques de l'atmosphère d'une étoile ?        Organisation de la séquence  Durée : 3 heures  Position dans la progression de l'année   Cette séquence est prévue après l'étude des chaînes de mesure numériques.    Description de l'activité    Cette activité est à l'interface des modules image et mesure instrumentation.  Les parties I à III peuvent être réalisées au sein du module image. La partie IV est plus spécifique au  module Mesure et Instrumentation.    • Les élèves élaborent un protocole expérimental afin de répondre à la problématique posée.  • Les élèves doivent proposer de réaliser un étalonnage permettant de relier la longueur d'onde des  raies spectrales connues à la position des pixels de la barrette CCD. L'étalonnage sera réalisé à  partir de spectres d'émission de quelques lampes spectrales puisque les raies d'absorption  coïncident avec les raies d'émission.  • Après étalonnage, les élèves réalisent le spectre de la lampe spectrale à gaz inconnu et mesurent, à  l'aide de l'étalonnage précédent, les longueurs d'onde des raies spectrales.  • A l'aide d'une banque de données, les élèves identifient la nature du gaz recherché.  • L'incertitude de la mesure de longueur d'onde est déterminée pour évaluer la résolution du  spectrographe mis en œuvre et pour améliorer le dispositif de mesurage (partie IV).    Problématique de l'activité   • Il s'agit de déterminer la nature des éléments chimiques constitutifs de l'atmosphère d'une étoile.   Objectifs visés   • Pratiquer une démarche expérimentale afin de répondre à la problématique posée.  • Déterminer l'incertitude de mesure de longueur d'onde pour évaluer la résolution du spectrographe.    Type d'activité   • Démarche d'investigation et activité expérimentale.   

• une formule d'évaluation fournie 


• mm  - condenseur   - lentilles convergentes de différentes focales  - fente d'ouverture réglable 


•  catalins  page 5


• evaluer les incertitudes associées à chaque source d'erreur


• cadmium à l'aide d'

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ère Classe:1 STL

MESUREetINSTRUMENTATION

Commentdéterminerlanaturedesélémentschimiquesdel’atmosphèred’uneétoile?

Organisationdelaséquence

Durée:3heures

Positiondanslaprogressiondel’année Cetteséquenceestprévueaprèsl’étudedeschaînesdemesurenumériques.

Descriptiondel’activité Cetteactivitéestàl’interfacedesmodulesimageetmesureinstrumentation. LespartiesIàIIIpeuventêtreréaliséesauseindumoduleimage.LapartieIVestplusspécifiqueau moduleMesureetInstrumentation. •Lesélèvesélaborentunprotocoleexpérimentalafinderépondreàlaproblématiqueposée. •Lesélèvesdoiventproposerderéaliserunétalonnagepermettantderelierlalongueurd’ondedes raiesspectralesconnuesàlapositiondespixelsdelabarretteCCD.L’étalonnageseraréaliséà partirdespectresd’émissiondequelqueslampesspectralespuisquelesraiesd’absorption coïncidentaveclesraiesd’émission. •Aprèsétalonnage,lesélèvesréalisentlespectredelalampespectraleàgazinconnuetmesurent,à l’aidedel’étalonnageprécédent,leslongueursd’ondedesraiesspectrales. •Al’aided’unebanquededonnées,lesélèvesidentifientlanaturedugazrecherché. •L’incertitudedelamesuredelongueurd’ondeestdéterminéepourévaluerlarésolutiondu spectrographemisenœuvreetpouraméliorerledispositifdemesurage(partieIV).

Problématiquedel’activité •Ils’agitdedéterminerlanaturedesélémentschimiquesconstitutifsdel’atmosphèred’uneétoile.

Objectifsvisés •Pratiquerunedémarcheexpérimentaleafinderépondreàlaproblématiqueposée. •Déterminerl’incertitudedemesuredelongueurd’ondepourévaluerlarésolutionduspectrographe.

Typed'activité •Démarched’investigationetactivitéexpérimentale.

L.T.Catalins

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