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Devoir Surveillé de PHYSIQUE CHIMIE Date : 26/09/14 Durée : 2h00 Calculatrice : autorisée Pas d'exercice de spé Consignes : La présentation sera soignée, les résultats demandés encadrés, tout résultat non justifié ne sera pas pris en compte Chaque exercice sera rédigé sur une copie particulière
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Devoir surveillé n°2 - pagesperso-orangefr
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3/4 C Le tireur (5,5 points) La boule G 1 lancée par le pointeur étant proche du bouchon, le tireur de l'équipe adverse va chercher à la déplacer Le tireur lance sa boule G
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DEVOIR SURVEILLÉ - SCIENCES PHYSIQUES Haut parleur dans une foire D'après l'exercice p 105 du livre de physique chimie TS spécialité BORDAS collection ESPACE Dans une foire, on a installé un stand à proximité d'un haut parleur qui émet de la musique Ce haut parleur est placé horizontalement (axe principal horizontal) au sommet d'un poteau
Diffraction, interférences et effet Doppler 6
DEVOIR a 1 (10 3 m-1) a- Quel est l’intérêt de tracer b- Déterminer la longueur du Laser Expliquer votre démarche c- Quelle est la couleur correspondant à
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Nom : Prénom : Classe :
Diffraction, interférences et effet Doppler
Exercice 1 : Détermination de la longueur d"onde d"un Laser /7Un rayon laser, de longueur d"onde λ, est envoyé sur un fil rectiligne calibré, dont le diamètre est
noté a. La figure de diffraction est observée sur un écran placé perpendiculairement au rayon et à
une distance D = 4,20 m du fil.A B C D
1- 2- 3- Approprier
4- Réaliser
5-a 5-b Analyser
5-c Valider
1- Tracer un schéma donnant l"aspect de la figure de diffraction observée et la direction du fil. On
note L la largeur de la tache centrale la première extinction. /12- Écrire la relation existant entre les trois grandeurs suivantes : D, L et θ. Préciser l"unité du
Système International de chacune d"elles. /13- En déduire la relation reliant les grandeurs D, λ, a et L. /0,5
4- On utilise successivement plusieurs fils de diamètres différents. On mesure La distance d en
fonction des différents diamètres des fils. On consigne les résultats de ces mesures dans le
tableau suivant : a (μm) 120 100 80,0 60,0 40,0L (mm) 46 56 70 96 142
a1 (103 m-1)Compléter le tableau. /1
5- On trace la représentation graphique L =f(
a1).1- m3inva (10510152025
L (m) 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 6DEVOIR
a1 (103 m-1)
a- Quel est l"intérêt de tracer b- Déterminer la longueur du Laser. Expliquer votre démarche. c- Quelle est la couleur correspondant à cette radiation ? Exercice 2 : La nature ondulatoire de la lumière auPartie A : Une nature ondulatoire bien gênante
● Document 1 : Les limites des télescopesPour des objets très petits, bien avant d
l"optique géométrique, on est limité par un p En effet, lorsqu"un obstacle (petit trou, fente, fil, etc.) est interposé sur le tra obtient une figure qui ne suit pas le modèle du rayontélescopes n"échappent pas à ces problèmes, et donnent d"une étoile une image qui est une tache,
de taille inversement proportionnelle au diamètre du miroir. La figure obtenue limite l"aptitude du
télescope à séparer les images de deux podépendre aussi de sa faculté à collecter le maximum de lumière possible afin d"obtenir une image
de l"étoile observée la plus brillante possible. Certains télescopes collectent la lumière pendant
plusieurs heures. ● Document 2Bételgeuse est une étoile variable semi
rouge, dans la constellation d"Orion, située à une distance annéesTempérature
Diamètre
Masse ● Document 3 : Loi de Wien-Planck La loi de Wien décrit la relation liant la longueur d"onde lumineuse du corps noir, et la température T (exprimée en kelvin) ● Document 4 : Caractéristiques du tél L"observatoire du mont Wilson (Mount Wilson Observatory, MWO) est un observatoire astronomique situé dans le comté de Los Angeles, enCalifornie. Il se trouve au sommet
d"altitude, dans la chaîne des monts San Gabriel près de Pasadena, au nord-est de Los Angeles. En 1917 après quelques déboires pendant la phase de construction, le Mont Wilson fut équipé d"un télescope, d"un diamètre de 2,5 m télescope fut le plus grand au monde jusqu"en 1949. En 1919 le télescope Hooker fut équipé d"un nouvel instrument, un interféromètre optique développé par qu"un tel instrument était utilisé en astronomie. ● Document 5 : Tache d"Airy et pouvoir séparateur (critère de Rayleigh) Lorsque la lumière traverse une ouverture circulaire obtient sur l"écran nomme la tache d"Airy. L"angle tache et la première extinction suit la relationθ ≈ 1,22×
d"onde. critère de Rayleigh) de lorsque le maximum central d"une figure coïncide avec le premier minimum de l"autre. θc ≈ 1,22×aλQuel est l"intérêt de tracer L =f(a1) ?
Déterminer la longueur du Laser. Expliquer votre démarche. Quelle est la couleur correspondant à cette radiation ? La nature ondulatoire de la lumière au service de l"astronomieUne nature ondulatoire bien gênante /7
: Les limites des télescopes Pour des objets très petits, bien avant d"arriver aux limites de vision du télescope limité par un phénomène lié à la nature ondulatoire de la lumière. En effet, lorsqu"un obstacle (petit trou, fente, fil, etc.) est interposé sur le tra obtient une figure qui ne suit pas le modèle du rayon lumineux de l"optiquetélescopes n"échappent pas à ces problèmes, et donnent d"une étoile une image qui est une tache,
de taille inversement proportionnelle au diamètre du miroir. La figure obtenue limite l"aptitude du
télescope à séparer les images de deux points très proches. La résolution d"un télescope va
dépendre aussi de sa faculté à collecter le maximum de lumière possible afin d"obtenir une image
de l"étoile observée la plus brillante possible. Certains télescopes collectent la lumière pendant
Document 2 : Caractéristiques de l"étoile Bételgeuse Bételgeuse est une étoile variable semi-régulière de type supergéante rouge, dans la constellation d"Orion, située à une distance années-lumière.Température : 3 500 K.
iamètre : 1,64×109 kmMasse : 1,531×1031 kg
Planck
La loi de Wien décrit la relation liant la longueur d"onde λmax, correspondant au pic d"émission
lumineuse du corps noir, et la température T (exprimée en kelvin) λmax.T = 2,898×10 Caractéristiques du télescope situé sur le Mont Wilson en Californie L"observatoire du mont Wilson (Mount Wilson Observatory, MWO) est un observatoire astronomique situé dans le comté de Los Angeles, en Californie. Il se trouve au sommet du mont Wilson, à 1 742 mètres d"altitude, dans la chaîne des monts San Gabriel près de Pasadena, au En 1917 après quelques déboires pendant la phase de construction, le Mont Wilson fut équipé d"un télescope, d"un diamètre de 2,5 mètres. Ce télescope fut le plus grand au monde jusqu"en 1949. le télescope Hooker fut équipé d"un nouvel instrument, un optique développé par Michelson. C"était la première fois qu"un tel instrument était utilisé en astronomie. Tache d"Airy et pouvoir séparateur (critère de Rayleigh) Lorsque la lumière traverse une ouverture circulaire obtient sur l"écran des anneaux concentriques. La tache centrale se nomme la tache d"Airy. L"angle θ (en rad) formé entre le tache et la première extinction suit la relation :1,22×aλoù a est le diamètre de l"ouverture circulaire et
Cette formule permet de définir le pouvoir séparateur critère de Rayleigh) de deux images : elles sont tout juste séparées lorsque le maximum central d"une figure coïncide avec le premier /1 /2 /0,5 service de l"astronomie /14 limites de vision du télescope prédites par ture ondulatoire de la lumière.En effet, lorsqu"un obstacle (petit trou, fente, fil, etc.) est interposé sur le trajet de la lumière, on
de l"optique géométrique. Lestélescopes n"échappent pas à ces problèmes, et donnent d"une étoile une image qui est une tache,
de taille inversement proportionnelle au diamètre du miroir. La figure obtenue limite l"aptitude du
La résolution d"un télescope va
dépendre aussi de sa faculté à collecter le maximum de lumière possible afin d"obtenir une image
de l"étoile observée la plus brillante possible. Certains télescopes collectent la lumière pendant