Devoir commun

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Devoir commun de seconde
en Sciences Physiques

Durée de l’épreuve : 2 H 00
Consignes : Tous les exercices sont à traiter.
La calculatrice est autorisée.
Rédigez bien les justifications demandées.
L’énoncé doit être rendu avec la copie

SUJET A

1ère Partie : PHYSIQUE (20 points)

Exercice n°1 : De l’atome auxgalaxies  (5 points)
|A |B |C |D |E |F |
|Sardaigne |Diamè-tre |Distance Terre-Saturne |Notre galaxie |Molécule de dihydrogène |Diamètre d’un cheveu|
| |d’un proton | || | |
| |[pic] |[pic] |[pic] | |[pic] |
|[pic] | | | |[pic] | |

1. Attribuer à chaque objet oudistance figuré ci-dessus la bonne valeur numérique. On choisira ces valeurs parmi les suivantes (aucune explication n’est demandée):
10 -15 m 1,6 ×10 9 km 1,2 nm 105 al 0,5 µm 220km

2. Convertir 1,6 ×10 9 km et 0,5 µm en mètres en utilisant la notation scientifique des nombres.

3. L’étoile polaire est à environ 800al (années de lumière) de nous.
Donnée : 1,00 a.l. = 9,46(1012 km
a. Donner la définition d’une année de lumière al.
b. Sans faire de calculs, dire combien de temps met sa lumière pour nous parvenir.
c. Convertir 800 al en km. On donnera le résultat en notation scientifique.

Exercice n°2 : Un peu de magie avec la lumière (5 points)

Un élève curieux etpassionné de magie place une pièce de monnaie au fond d’une tasse. De l’endroit où il se trouve, il ne peut voir cette pièce posée au fond de la tasse (voir figure 1). Fan de Gérard Majax, il pense pouvoir faire apparaître cette pièce juste avec un peu d’eau claire et sans déplacer son œil, (Voir figure 2). Alors «  Magie » ou bien « sciences physiques » ?

Données : indice de réfraction de l’airnair = 1,0 ; indice de réfraction de l’eau neau = 1,33.
1. Quel est le nom du phénomène lumineux que l’on peut observer ? En quoi consiste-t-il ?
2. Compléter la figure 2, en indiquant les éléments importants suivants : point d’incidence I, rayon lumineux incident, rayon lumineux réfracté, angle d’incidence noté i et enfin angle réfracté noté r.
3. Quelle est la loi de la physique quipermet d’expliquer ce phénomène lumineux ? Ecrire cette loi dans le cas proposé ci-dessus.
4. L’angle d’incidence prend la valeur de 42°, calculer la mesure de l’angle réfracté.

Exercice n°3 : Les spectres  (5 points)

Données :
Les limites des longueurs d’ondes (en nm) des couleurs du spectre d’une lumière blanche sont les suivantes :
|Violet |Bleu|Vert |Jaune |Orange |Rouge |
|400-424 |424 – 491 |491-575 |575-585 |585-647 |647-700 |

Longueurs d’ondes (en nm) de quelques raies émises par différents éléments chimiques à l’état gazeux :
|Nom|Symbole chimique |Longueurs d’ondes |
|Hydrogène |H |397 ; 410 ; 434 ; 486 ; 656 ; |
|Hélium |He |447 ; 471 ; 492 ; 501 ; 587 ; 668 |
|Mercure |Hg...
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