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QCU
Pour chacune des phrases suivantes, choisissez l'unique bonne réponse.
1. La puissance surfacique reçue par le sol :
2. Les saisons dans l'hémisphère sud :
3. Si à Lyon, il fait plus chaud en été qu'en hiver :
4. Une étoile dont le maximum d'émission se situe dans
le rouge :
5. Une exposition importante au Soleil est dangereuse
pour l'être humain car :
6. La relation d'Einstein permettant de relier la
diminution de masse du Soleil à l'énergie émise
s'écrit sous la forme :
7. L a loi de Wien s'écrit, avec \beta=2,90 \times 10^{-3} m·K, sous
la forme :
8. Concernant l'angle d'incidence i des rayons solaires
à la surface terrestre :
9. D'après la loi de Stefan-Boltzmann, plus la
température de surface est élevée :
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La loi de Wien
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Exercice 1
Bételgeuse est une étoile de type supergéante
rouge environ 1~000 fois plus grosse que notre Soleil.
Son spectre, en faisant l'hypothèse qu'elle peut être
considérée comme un corps noir, présente un maximum
à 8,06 \times 10^{-7} m.
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Déterminez la température de surface de Bételgeuse
en kelvin (K).
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Exercice 2
L'étoile Stephenson 2-18 est l'une des plus grandes
étoiles connues avec un rayon 2~150 fois plus grand
que celui du Soleil. Dans l'hypothèse du corps noir,
son spectre présente un maximum à 906 nm.
Déterminez la température de surface de l'étoile
en kelvin (K) puis en degré Celsius (°C).
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Exercice 3
2M1207 est l'une des plus petites étoiles observées
avec une masse d'environ 25 fois celle de Jupiter. Elle a
une température de surface de 2~550 K.
Déterminez la longueur d'onde pour laquelle cette
étoile émet un rayonnement maximal.
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Exercice 4
Arcturus est une géante rouge en fin de vie dont le
diamètre est 25 fois plus grand que celui du Soleil. Son
spectre présente un maximum \lambda_{\max }=6,74 \times 10^{-7} m.
Calculez la température de surface d'Arcturus.
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La loi de Stefan
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Exercice 5
La Terre a une température de surface de 288 K.
Calculez la puissance surfacique émise par la Terre.
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Exercice 6
VY Canis Majoris est une des plus grandes étoiles
jamais observées. Elle émet une puissance surfacique
P_{\mathrm{s}}=5,9 \times 10^6 \mathrm{~W} \cdot \mathrm{m}^{-2} W·m-2.
Déterminez la température de cette étoile.
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Exercice 7
Mars a une température de surface de -63 °C.
Calculez la puissance surfacique émise par Mars.
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Exercice 8
Rigel est une supergéante bleue 40~000 fois plus
lumineuse que le Soleil. Elle émet une puissance
surfacique P_{\mathrm{s}}=5,7 \times 10^8 \mathrm{~W} \cdot \mathrm{m}^{-2}.
Calculez la température de cette étoile.
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Constellation d'Orion. Elle abrite les deux supergéantes
Bételgeuse (en bas à gauche) et Rigel (en haut à droite).
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La réception de l'énergie solaire sur Terre
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Exercice 9
Plus on s'éloigne de l'équateur et on se rapproche
des pôles, plus les températures moyennes observées
diminuent.
Décrivez ce phénomène.
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Exercice 10
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Expliquez en quoi ce schéma permet d'expliquer les
différences dans la réception de l'énergie solaire du
point du vue :
a. spatial.
b. temporel.
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Exercice 11
Sur Terre, les saisons sont dues à l'inclinaison de
son axe de rotation.
Réalisez un schéma montrant la trajectoire de la Terre
autour du Soleil. Vous y placerez la Terre aux quatre
positions correspondant aux quatre saisons que vous
préciserez (par rapport à l'hémisphère nord).
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