Bac blan physique chimie

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Saint-Joseph Reims

PETIT-BAC d’AVRIL

lundi 10 avril 2006

PHYSIQUE — CHIMIE

Terminales S



DURÉE DE L’ÉPREUVE : 3 HEURES 30

L’usage de la calculatrice est autorisé

Ce sujet comporte trois exercices présentés sur 7 pages, numérotées de 1 à 7, y compris celle-ci et 5 pages d’annexe numérotées de 8 à 12.

Temps caractéristiques de quelques systèmesMise en orbite d'un satellite artificiel par la fusée Ariane

Le dihydrogène pour la protection de l’environnement

TEMPS CARACTÉRISTIQUES DE QUELQUES SYSTÈMES

(6 points)

Les parties A, B et C de cet exercice sont indépendantes, toutefois l'objectif de cette étude expérimentale consiste, pour trois systèmes différents :
• d'une part à étudier un « temps » défini comme « tempscaractéristique »
• d'autre part, à observer l'influence éventuelle sur ce temps caractéristique :
- de grandeurs caractéristiques ;
- de conditions initiales ;
- de paramètres extérieurs.
Pour chacun des phénomènes, les grandeurs caractéristiques, les conditions initiales et les paramètres extérieurs envisagés sont précisés dans le tableau de données.

1DÉCROISSANCE RADIOACTIVE

Un échantillon de matière radioactive est placé dans la chambre d'un photomultiplicateur.
Un détecteur, associé au photomultiplicateur, mesure un nombre d'événements, pendant une durée (t déterminée.
On trace la courbe d'évolution du nombre d'événements mesuré par seconde (noté x), au cours du temps. Soit x0 la valeur de x à l'instant choisi pour origine des dates.On réalise des mesures avec des échantillons de radon [pic] et de radon [pic] qui sont des émetteurs (
Le tableau ci-dessous résume les conditions expérimentales de cette étude :

| |expérience 1 |expérience 2 |expérience 3 |
|grandeurs caractéristiques du système :|radon 220 |radon 220 |radon 222 |
|nature du noyau | | | |
|conditions initiales : |N0 |N0' |N0”|
|population initiale de noyaux radioactifs | | | |
|N0 ≠ N0' ≠ N0” | | | |
|paramètres extérieurs|aucune modification des paramètres extérieurs |
|temps caractéristique |t1/2 =55,5 s |t1/2 =55,5 s |t1/2 = ? |
| | | |(déterminéquestion A.3.) |

Les courbes correspondant à cette étude et donnant l'évolution de x au cours du temps sont représentées en annexe.

1. Définir le temps de demi-vie (ou demi-vie).
2. La loi de décroissance radioactive s'écrit sous la forme N = N0(e-λt où : N est le nombre de noyaux radioactifs présents à l'instant de date t, N0 est le nombre de noyaux radioactifs présents à l'instantchoisi pour origine des dates t0 = 0 s et ( est la constante radioactive.
En utilisant la définition du temps de demi-vie, établir l'expression de ( en fonction de t1/2.
3. Dans le cas de l'expérience 3, déterminer graphiquement la valeur du temps de demi-vie. La détermination devra apparaître clairement sur la courbe (3) de l'annexe.
Pour cette détermination, on admettra que le...
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