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Classe de TS Partie A-Chap 3

Physique Correction exercices

1

Correction des exercices du chapitre 3

Exercice n°1 : Radiations lumineuses monochromatiques :

a. Une lumière est dite monochromatique lorsqu"elle est composée d"une seule radiation de longueur

d"onde déterminée (donc d"une seule couleur). b. ν (Hz) 5.45*1014 4.00*1014 8.36*1014 3.42*1014 7.14*1014 5.00*1014

λ (nm) 550 750 359 877 420 600

Couleur ou

domaine Vert clair Rouge Ultraviolet Infrarouge Violet Jaune- orange

On utilise la formule :

nl c=. Par exemple pour la première radiation : m7

14810*50.510*45.5

10*00.3==l

nm550=?l

Exercice n°2 : Grandeurs caractéristiques :

a. La grandeur physique qui caractérise une couleur " pure » est sa fréquence. b. Dans le vide la célérité de l"onde est c = 300 000 km.s-1. On a donc : nmc75010*00.4

10*00.3

148===nl

c.

D"après la valeur de l"indice, il faut calculer la célérité des ondes lumineuses dans le verre :

Comme v cn= alors 188.10*26.233.1

10*00.3-===smn

cv Donc nmv56510*00.4

10*26.2

148===nl

Exercice n°11 p 70 : Diffraction par des objets : a.

On observe une succession horizontale de tâches brillantes, séparées par des tâches sombres. La tâche

centrale est deux fois plus grandes que les autres. b. Si la fente est horizontale, alors la figure de diffraction sera verticale. Comme la largeur de la fente est beaucoup plus petite que pour la fente précédente, les franges brillantes sont nettement plus grandes : c. On peut imaginer que le carré, qui a une arête très petite, est assimilable à deux fentes, l"une verticale, l"autre horizontale.

Du coup, on aura une figure de diffraction

composée des deux figures que l"on obtiendrait

si on avait les deux fentes séparément : d. Pour le trou rond, la figure de diffraction est classique avec des franges circulaires brillantes régulièrement espacées autour d"une tâche centrale brillante.

Classe de TS Partie A-Chap 3

Physique Correction exercices

2 Exercice n°13 p 70 : Diffraction par une fente :

1. Si on refait une schématisation vu de dessus :

2. Mesures :

a.

On identifie les deux expressions de a que l"on a et on en dégage l"expression de λ en fonction

des autres données : aD dla2== d"où nmD ad23210*3.50.22

10*10.010*1.2

2=´´=´´=

l b.

La couleur de la radiation est le vert.

Exercice n°15 p 71 : Hémi-cylindre et dispersion de la lumière : a.

Pour calculer l"indice du plexiglas il faut utiliser la deuxième loi de Descartes de la réfraction :

n

1×sin i = n2×sin r d"où 50.110.37sin

00.65sin1

2=´=n(car l"indice de réfraction de l"air est égal à 1)

b. On utilise la formule précédente pour en dégager r :

´=8.3748.100.65sin1arcsinsinarcsin

21ninr

c.

Figure :

La marche des faisceaux dépend de la longueur d"onde de la radiation qui pénètre dans l"hémi-cylindre,

car le plexiglas est un milieu dispersif. d.

Oui, l"hémi-cylindre permet en théorie la dispersion de la lumière blanche. Mais il faudrait observer à

grande distance de l"hémi-cylindre pour pouvoir distinguer clairement le phénomène (mais problème

d"intensité lumineuse). a D d a Si on fait de la trigonométrie dans le triangle rectangle : Tan a/2 »a/2 = D d2/ d"où a = D d Bleu Jaunequotesdbs_dbs14.pdfusesText_20