La série de Balmer et le soleil

[invite945d3fbd]

Bonjour a tous!
Il y a une question qui me hante depuis environ un mois. Dans un exercice on m'avait demandé de calculer le nombre relatif d'atomes d'hydrogene dans l'état fondamental, premier état excité, le deuxieme état excité, etc. pour une température de 5000 K.
Ca m'avait donné que la grande majorité d'atomes d'hydrogene sont dans l'état fondamental. Il y avait environ fois moins d'atomes dans le 1er état excité comparé a l'état fondamental. Environ fois moins d'atomes dans le 2eme état excité comparé a l'état fondamental et un peu moins (mais toujours du meme ordre) pour le 3eme état excité. Jusque-la pas de probleme.
La question suivante est celle qui me chiffonne toujours. On me demandait pourquoi la série de Balmer est dominante dans le spectre d'absorption du soleil.

J'ai regardé dans le livre de Serway-Moses-Moyer (page 340 dans l'édition anglaise) et apparemment on peut considérer les transitions n' -->n comme étant équiprobable. En utilisant cette information, je ne trouve absolument aucun moyen de répondre a la question.
Selon les données de la distribution des atomes d'hydrogene a 5000 K, on dirait que la série de Lymann devrait largement dominer sur toutes les autres.
Avez-vous des idées? Merci!
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[phys4]

Bonjour,

Avez vous tenu compte du moment magnétique :
il existe deux types d'émissions :
- dipolaire si le moment orbital change d'une unité
- quadrupolaire si le moment orbital ne change pas, la probabilité d'une telle transition est faible.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Quand on regarde le spectre solaire, on voit qu'il y a très peu de rayonnement dans l'UV et que le spectre s'arrête vers 250 nm.
La ligne la moins énergétique de la série de Lyman est de 122 nm. Donc rien d'étonnant qu'on ne la trouve pas dans le spectre d'absorption du soleil.
Alors que la série de Balmer commence à 656 nm, en plein dans le visible.
Au revoir.

[invite945d3fbd]

Merci a vous deux.

Bonjour,

Avez vous tenu compte du moment magnétique :
il existe deux types d'émissions :
- dipolaire si le moment orbital change d'une unité
- quadrupolaire si le moment orbital ne change pas, la probabilité d'une telle transition est faible.

Non je n'ai pas tenu compte de ca, mais je ne vois pas ce que ca a voir avec le spectre d'absorption.

Bonjour.
Quand on regarde le spectre solaire, on voit qu'il y a très peu de rayonnement dans l'UV et que le spectre s'arrête vers 250 nm.
La ligne la moins énergétique de la série de Lyman est de 122 nm. Donc rien d'étonnant qu'on ne la trouve pas dans le spectre d'absorption du soleil.
Alors que la série de Balmer commence à 656 nm, en plein dans le visible.
Au revoir.

Avec les chiffres qu'on m'a fait calculer, je dois espérer une séries de Lyman environ 10^10 plus forte que celle de Balmer. Donc meme si l'intensité du specter solaire est moins forte voir "nulle" vers 122 nm, l'est-elle d'un facteur de ?
Sur wikipedia je lis

Whilst the photosphere has an absorption line spectrum, the chromosphere's spectrum is dominated by emission lines. In particular, one of its strongest lines is the Hα at a wavelength of 656.3 nm; this line is emitted by a hydrogen atom whenever its electron makes a transition from the n=3 to the n=2 energy level. A wavelength of 656.3 nm is in the red part of the spectrum, which causes the chromosphere to have its characteristic reddish colour.

Donc apparemment le probleme aurait du mentionner le spectre d'émission et non d'absorbption. Je n'arrive pas a comprendre pourquoi la série de Balmer domine face a la série de Lyman pour le spectre d'émission, puisqu'en moyenne pour chaque atome dans le 1er état excité, il y a environ dix milliards d'atomes dans l'état fondamental.

[A voir en vidéo sur Futura]

[phys4]

J'ai omis un autre effet, plus important :

Vous avez pris5000° comme température d'équilibre, cette température concerne la photosphère, la chromosphère solaire est beaucoup plus chaude et les raies caractéristiques proviennent de cette couche.

[invite945d3fbd]

J'ai omis un autre effet, plus important :

Vous avez pris5000° comme température d'équilibre, cette température concerne la photosphère, la chromosphère solaire est beaucoup plus chaude et les raies caractéristiques proviennent de cette couche.

Ah ok merci! Ca expliquerait pourquoi ils parlent de spectre d'absorption et non d'émission (voir mon post précédent).
Donc l'explication de LPFR semble est correcte. Reste a voir si l'intensité du spectre du soleil est rééllement beaucoup plus faible vers 122 nm que celle dans le rouge. Et par beaucoup plus faible, je parle d'un facteur d'au moins .

[invite6dffde4c]

Re.
L'atmosphère terrestre a l'air d'être vraiment opaque aux UV courts. Regardez ici.
Donc je ne vois pas comment on aurait pu observer de la terre la série de Lyman en absorption dans le spectre solaire. On ne peut la voir qu'à partir de l'espace.
A+

[invite945d3fbd]

Re.
L'atmosphère terrestre a l'air d'être vraiment opaque aux UV courts. Regardez ici.
Donc je ne vois pas comment on aurait pu observer de la terre la série de Lyman en absorption dans le spectre solaire. On ne peut la voir qu'à partir de l'espace.
A+

J'ai toujours supposé que comme le probleme parle du spectre d'absorption de la chromosphere (en fait photosphere), on supposait qu'on le regardait a partir de l'espace et non de la Terre. Sinon ils aurait parlé de la Terre et de son atmosphere.
Apparemment la série de Balmer domine meme dans l'espace, enfin c'est ce que je comprends de l'article de wikipedia. Mais je ne comprends pas pourquoi.
A bientot.