Application de l'effet Doppler à la détection d'exoplanète

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Application de l'effet Doppler à la détection d'exoplanète

Messagepar Anatole S-SVT le Lun 19 Oct 2015 17:45

Bonjour,

j'ai un DM à faire sur une application de l'effet doppler. Voici le sujet :

1- Introduction: quelles mesures effectuer ?
On choisit de mesurer le décalage des deux raies du sodium λ1 = 5889,950 Ǻ (588.9950 nm) et λ2 = 5895,924 Ǻ ( 589.5924 nm)
Le spectre d'absorption de l'étoile (photo)
zoom sur les deux raies du sodium (photo)

2- Mesures
On effectuera 11 mesures sur une durée d'environ 10 j . et l'on complétera un tableau excel en même temps
Pour accéder aux mesures et au fichier Excel, cliquer ici : mesures ( le lien s'ouvre dans un nouvel onglet) cliquer ensuite sur "instructions" .
3- vitesse radiale de l'étoile et décalage Doppler
a- Compléter les colonnes Δλ1= λ1(mesuré) - λ1(référence) et Δλ2 = λ2(mesuré) - λ2(référence)
b- Compléter les colonnes Vrad1 et Vrad2 sachant que . Puis remplir la colonne moyenne.
Pourquoi as-t-on fait les mesures sur 2 raies d'absorption plutôt que sur une seule?
3- Analyse des résultats et détermination de la période de l'exoplanète.
Les points de mesures se sont tracés automatiquement sur le graphe Vrad = f(t). On observe une variation sinusoïdale décalée vers le haut de Vo. On peut donc modéliser par la fonction suivante :

Vrad= Vo + Vrad max . cos ( 2.π .t/T + φ ) avec :

Vrad : valeur de la vitesse radiale à l'instant t
Vo : décalage vertical
T : période de révolution (en jours)
φ : déphasage à l'origine

a- que représente donc ce décalage vertical de vitesse Vo?
b- Modélisation : En utilisant les barres de défilement, fixer V0, Vr max T et le déphase φ pour que le modèle corresponde le mieux aux points de mesures.
c- En déduire la valeur de la période T qui représente la période de révolution de la planète géante en orbite autour de l'étoile.
4- Limite de résolution de la méthode utilisée.
Le plus petit déplacement possible du curseur pendant la mesure est de 1 pixel sur l'écran. Trouver à l'aide d'une mesure, la limite de résolution de la vitesse radiale en m/s. En utilisant la valeur de Vrad max, trouver la précision relative de ces mesures. Comparer cette limite de résolution avec les 7m/s qu'obtiennent les scientifiques par des méthodes plus sophistiquées avec ce spectrographes.

Pourriez-vous m'aider à la question "Que représente donc ce décalage vertical Vo?" J'ai tout réussi sauf cette question...
Merci d'avance
Anatole S-SVT
 

Re: Application de l'effet Doppler à la détection d'exoplanè

Messagepar SoS(29) le Lun 19 Oct 2015 17:56

Anatole, ce que l'énoncé appelle le décalage vertical, est en fait la vitesse radiale moyenne de l'étoile par rapport à nous. Les variations de vitesse sont dues à une planète qui tourne autour de cette étoile.
Bonne continuation.
SoS(29)
 
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Re: Application de l'effet Doppler à la détection d'exoplanè

Messagepar Anatole S-SVT le Lun 19 Oct 2015 18:18

Bonjour,
merci beaucoup pour votre aide. J'ai réussi à trouver la limite de résolution de la vitesse radiale en m/s. On trouve beaucoup plus que les 7 m/s qu'ont les scientifiques. Cependant, comment puis-je trouver la précision relative des ces mesures ?
Merci d'avance encore
Anatole S-SVT
 

Re: Application de l'effet Doppler à la détection d'exoplanè

Messagepar SoS(29) le Lun 19 Oct 2015 18:41

Anatole,
ce que l'énoncé appelle "précision relative" est me semble-t-il ce que l'on appelle en général "incertitude relative".
Lorsque vous avez fait une mesure d'une grandeur pourquoi pas la longueur d'onde \(\lambda\) ; et que vous savez évalué son incertitude que l'on note en général U ici ce sera noté \(U(\lambda )\) ; l'incertitude relative est la rapport : \(\frac { U(\lambda ) }{ \lambda }\) ; il s'exprime par soucis de simplification en pourcentage.
Notez qu'il n'est pas "étonnant" que vos mesures soient plus imprécises que celles des "scientifiques".
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Re: Application de l'effet Doppler à la détection d'exoplanè

Messagepar bilal le Lun 6 Nov 2017 23:28

je viens de trouver 65.38 pourcent est ce possible
bilal
 

Re: Application de l'effet Doppler à la détection d'exoplanè

Messagepar SoS(12) le Mar 7 Nov 2017 18:50

Bonjour,

je n'ai pas les données de l'exercice, mais ça me semble en effet beaucoup ... mais pourquoi pas.
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Re: Application de l'effet Doppler à la détection d'exoplanè

Messagepar Agathe TS le Sam 3 Nov 2018 11:50

Bonjour, je suis également coincée sur la quatrième question, et je n'ai pas tout a fait compris la réponse apportée ?
Agathe TS
 

Re: Application de l'effet Doppler à la détection d'exoplanè

Messagepar ts1 le Sam 3 Nov 2018 17:09

Bonjour ! Nous sommes aussi bloqué sur cet exercice. Quelqu'un pourrait envoyer une explication complète et détaillée du pourquoi as t on fait les mesures sur 2 raies d'absorption plutôt que sur une seule.
ts1
 

Re: Application de l'effet Doppler à la détection d'exoplanè

Messagepar SoS(3) le Mar 6 Nov 2018 22:44

Bonsoir,
d'après vous pourquoi réalise-t- on deux mesures plutôt qu'une ? On aurait d'ailleurs pu mesurer le décalage de plus de raies.
J'attends votre réponse.
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Re: Application de l'effet Doppler à la détection d'exoplanè

Messagepar ts1 le Mer 7 Nov 2018 23:03

Selon nous c'est pour augmenter la précision de nos mesures, pour que l'incertitude soit plus faible, mais nous ne sommes pas sure…
Et pourriez vous aussi nous expliquer la réponse de la question 4 ? Notre professeure nous a dit que la question était dure mais faisable, mais nous n'arrivons vraiment pas a comprendre la méthode à adapter …
Merci de votre réponse
ts1
 

Re: Application de l'effet Doppler à la détection d'exoplanè

Messagepar SoS(3) le Jeu 8 Nov 2018 22:47

Bonsoir,
oui c'est bien cela ;
pour la question 4 n'ayant pas le sujet complet , je ne peux vous aider davantage.
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