RAYONEMENTS ET PARTICULES DANS L’UNIVERS

1. RAYONEMENTS ET PARTICULES DANS L’UNIVERS DOCUMENT PAGE 16 1.1. Analyser les documents a. Quelles sont les sources d’informations, étudiées par les scientifiques, qui nous parviennent de l’Univers ? des rayonnements électromagnétiques ainsi qu’une pluie de particules qui constitue le rayonnement cosmique.

2. . Que représente la grandeur portée en ordonnée sur le document 2 ? Préciser notamment la signification 0 % et 100 % pour les points ayant cette ordonnée. a. En ordonnée est représentée la proportion de rayonnement arrêté par l’atmosphère avant d’atteindre le sol pour une longueur d’onde donnée. 100 % correspond à un rayonnement n’atteignant pas le sol ; 0 % correspond à un rayonnement pour lequel l’atmosphère est parfaitement transparente.

3. c. Quelle grandeur est représentée en abscisse ? b. En abscisse sont portées les longueurs d’ondes dans le vide des différents rayonnements électromagnétiques.

4. Expliquer comment est construite l’échelle utilisée et ajouter ci-dessous, les valeurs manquantes devant chaque graduation. On complète l’échelle en multipliant par 10 la valeur indiquée sous la graduation qui précède.

5. d. Nommer les domaines de rayonnements électromagnétiques, qui sont repérés par les lettres A, B, C et D. c. A = ultraviolet ; B = visible ; C = infrarouge ; D = domaine radio. Quel est le lien entre les illustrations (les instruments d’observation) et leur position sur la représentation graphique ? d. Les illustrations montrent les instruments d’observation adaptés aux différents domaines des ondes électromagnétiques.

6. . Conclure a. Donner les domaines de longueurs d’onde des rayonnements électromagnétiques en provenance de l’Univers qui peuvent être étudiés directement avec des instruments au sol. Nommer ces instruments. b. Préciser à quels domaines des ondes électromagnétiques ces rayonnements appartiennent. 2. Conclure a et b. Sont observables depuis le sol : - le domaine visible entre 4,0  10-7 m et 8,0  10-7 m avec un télescope terrestre ; - un large domaine radio entre 10-3 m et 10 m (en ordres de grandeur), observable à l’aide de radiotélescopes.

9. 1. Analyser le document p 17 a. À l’aide d’une recherche, expliquer les expressions surlignées du texte. a. Rayonnement cosmique : particules de hautes énergies se déplaçant dans l’espace. Magnétosphère : champ magnétique environnant la Terre (ou un autre objet céleste). Réactions nucléaires : transformations affectant le noyau des atomes. b. Quelle information du texte est illustrée par la figure 5 ? Que se passe-t-il au point noté A ? b. La figure 5 illustre la formation d’une gerbe de particules. En A, une particule provenant de l’espace interagit avec un atome de l’atmosphère terrestre déclenchant l’émission de plusieurs autres particules.

10. c. Trouver des avantages aux accélérateurs de particules par rapport aux rayons cosmiques pour réaliser des expériences avec des particules. c. La nature et l’énergie des particules présentes dans les rayons cosmiques ne sont pas prévisibles alors qu’un accélérateur permet de maîtriser les conditions des expériences. 3. Conclure Quelles informations scientifiques les chercheurs peuvent-ils attendre de l’étude des particules cosmiques ? Même question pour les particules produites dans les accélérateurs. Les rayons cosmiques apportent des renseignements sur le fonctionnement interne du Soleil (particules solaires) ou sur des évènements se produisant dans l’Univers lointain (particules galactiques et extragalactiques). On peut exploiter ces particules pour étudier leurs interactions avec la matière mais ce type d’étude se fait actuellement presque exclusivement avec les accélérateurs de particules. Les résultats des chocs de particules de grandes énergies dans les accélérateurs permettent aux chercheurs d’étudier la structure intime de la matière, c’est à dire son fonctionnement au niveau subatomique.