devoir-surtable-ESL-cin-nucl

il va sans dire que toute réponse doit être justifiée et que je ne
corrige pas le brouillon.
(7pts =1pt par question)
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au niveau microscopique
ONDES LUMINEUSES
Dispersion de la lumière dans un prisme.(4,5pts)
Partie:1
On dispose d’une source de lumière constituée de deux radiations
monochromatiques de longueurs d’onde dans le vide : λ01=770nm et λ02=430 nm
1. Par quoi est caractérisée une lumière monochromatique ? Calculer la
fréquence f1. (0,5pt)
2. On envoie un faisceau lumineux issu de cette source sur un prisme
équilatéral, dont l'indice de réfraction dépend de la longueur d'onde dans
le vide λ0 en suivant assez bien la loi de Cauchy: = +
On mesure le minimum de déviation du prisme pour chacun des rayons
monochromatiques. On trouve: 46° et 50°.
(On montre que la déviation dans un prisme est minimale lorsque i=i’) a)
Montrer que ce prisme est un milieu dispersif. (0,5pt)
b) Soient i1et i2 les angles d’incidence de chaque radiation. calculer i1eti2.(1pt)
c) Calculer dans le prisme les indices de réfraction, les célérités et les
longueurs d’ondes de chaque radiation. (1pt)
d) Calculer A et B 0;5pt)
3. On envoie sur le prisme une radiation monochromatique de fréquence f3
sous un angle d’incidence i= 45° elle émerge du prisme sous l’angle 55°
trouver f3. (1,5pts)
Partie 2 : Diffraction de la lumière (1,5pt)
On place dans l’air perpendiculairement
à un faisceau lumineux
monochromatique de fréquence
f=4,5.1014Hz issu d’un laser et à
quelques centimètres, une fente fine et
horizontale de largeur a. Un écran situé à
une distance D=50cm de la fente,
montre des taches lumineuses réparties
sur une ligne verticale. La tache centrale
plus lumineuse que les autres, est la plus
large.
1- .Retrouver l’expression de la largeur L de la tache centrale en fonction
de λ, de l’ouverture a et de la distance D.
(θ étant faible, on pourra utiliser l’approximation tan θ≈ θ).
2- .On refait l’expérience dans un milieu d’indice n la nouvelle largeur L’
de la tache centrale est telle que L=1,6L’ et L-L’= 25mm
Calculer n, L et l’ouverture a
3
=1pt par question
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Physique nucléaire
α et
avec émission d’une particule α.
1.
l’équation de la réaction qui traduit la transformation de l’uranium 238 en
2.
⁡
3. Dans le but de mesurer l’activité A d'un échantillon de radi
g au centre d’une sphère de verre creuse, de
rayon r = 120mm, recouverte sur sa paroi interne d’une pellicule de sulfure de
α
chaque fois que l’une d’elles frappe l’écran au sulfure de zinc, une
il pas l’activité totale A de la source.
de l’activité d’un échantillon.
’activité de
Surface S d’une sphère de rayon
Montrer que l’activité A d’un
=
= /2
durée de désintégration de 75% d’un échantillon
e) La vitesse d’émission des particules α
particule α prend
–
/
peut s’écrire
. Calculer
l’énergie
de l’énergie produite par la réaction.
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