Physique – Chimie DS n°1 - corrigé

Physique – Chimie
DS n°1 - corrigé
Classe : 1S
la
Exercice 1 : Le verre à saké
1. Schéma à l'échelle 5 signifie que 5 mm dans la réalité correspond à 5 x 5 = 25 mm sur le schéma.
L'image est réelle car elle se trouve à droite de la lentille.
2. L'image est cette fois-ci virtuelle car située à gauche de la lentille. On ne voit donc la
photographie à l'intérieur du verre, uniquement lorsque celui-ci est plein.
Exercice 2 : Où est la lentille et quelles sont ses caractéristiques ?
1. On trace le rayon qui relie le
sommet de l'objet au sommet
de l'image (1). Il coupe l'axe
optique en O : centre optique
de la lentille. On peut alors
placer la lentille (2)
2. On trace le rayon (3) qui passe
par le sommet de l'objet et qui
arrive parallèlement à l'axe
optique. Il passe également par
le sommet de l'image et coupe l'axe optique au point focal image : F' (4). La distance focale f' est
de 3,3 cm.
3. C = 1 / f' = 1 / (3,3 x 10-2) = 30 δ. La valeur de la vergence est de 30 dioptries.
Exercice 3 : Comparer le fonctionnement de l’œil et l'appareil photographique
Constituant de l’œil
Constituant de l'appareil
photographique
Fait converger les rayons sur la rétine ou le capteur
cristallin
objectif
Là où se forme l'image
rétine
Pellicule ou capteur
Empêche la lumière d'entrer
paupière
obturateur
Permet de régler la quantité de lumière qui entre
iris
diaphragme
1. Rôle
2. Lors de la mise au point, l'objectif qui s'apparente à une lentille mince convergente de vergence
fixe, est mobile et s'approche plus ou moins de la pellicule ou du capteur.
3. Ce n'est pas le même processus mis en œuvre pour l’œil. En effet, la distance cristallin-rétine est
fixe. C'est le cristallin qui se bombe plus ou moins afin de faire varier sa vergence.
4. Lorsque le photographe rapproche son appareil de l'objet,
l'objectif s'éloigne de la pellicule. En effet, l'image se
déplace toujours dans le même sens que l'objet.
5. La forme du cristallin du photographe est plus bombée
lorsqu'il se rapproche de l'objet, car il accommode
davantage.
6. Un paysage très lointain est considéré comme à l'infini.
Donc l'objet est à l'infini, donc OA = - ∞. Donc 1/OA = 0.
1/OA' – 1/OA = 1/f' . Donc 1/OA' = 1/f' donc OA' = f '. La distance objectif-pellicule est donc égale à
la distance focale de l'objectif.
Exercice 4 : La loupe de l'enquêteur
1. L'enquêteur observe le détail d'une empreinte digitale de taille 1,0 mm placé à 10 cm de la loupe.
1
1
a) On utilise la formule de conjugaison grâce à laquelle on déterminera OA'.
̄ ' − OA
̄ =C
OA
1
1
=
+5,0=−5,0 . donc OA' = - 0,20 m.
Avec OA = - 10 cm = - 10 x 10-2 m.
̄
OA ' −10 x 10−2
L'image se trouve à 20 cm à gauche de la lentille.
b) On
cherche A'B'. On utilise cette fois-ci la relation de grandissement :
̄ ' A ̄' B'
̄ '× AB
̄ −0,20×1,0 x 10−3
OA
OA
−3
γ= ̄ = ̄
donc A ̄'B '=
=
=2,0 x 10 m=2 mm. La taille de
−2
̄
OA ' AB
OA '
−10 x 10
l'image vue à travers la loupe est de 2 mm.
c) OA' < 0 donc l'image est virtuelle. γ > 0 donc l'image est droite.
2. L'enquêteur voudrait que l'image fasse 1,0 cm donc A'B' = 1,0 cm.
A ̄'B' 1 cm 10−2
=
=10 Le grandissement doit être égal à 10.
a) γ= ̄ =
AB 1 mm 10−3
b) On recherche OA. On ne connaît que le grandissement et C. Il faut résoudre un système
d'équations à 2 inconnues :
1−γ
1−10
̄ '
1
1
OA
1
1
̄
OA=
=
=0,18m
̄ '=γ×OA
̄ ;
OA
−
=C
γ= ̄ et ̄ − ̄ =C
γ×C 10×5,0
̄
̄
γ×OA
OA
OA
OA ' OA
;
L'enquêteur doit donc placer la loupe à 18 cm de l'indice.
Exercice 5 : « Superglue® »
1. Structure
électronique
2.a) Nombre d'électrons de
valence
2.b) Nombre de liaisons
covalentes
2.c) Nombre de
doublets non liants
Carbone
(K)2(L)4
4
4 (octet)
0
oxygène
(K)2(L)6
6
2 (octet)
2
(K)
1
1 (duet)
0
(K)2(L)5
5
3 (octet)
1
Atome
hydrogène
azote
1
Chaque atome établit au sein d'une molécule, un nombre de liaisons covalentes qu'il lui permettra
d'être entouré soit de huit électrons (règle de l'octet) soit de deux électrons (règle du duet pour l'atome
d'hydrogène). Ce sont les règles de stabilité.
3. Pour établir la formule de Lewis, il faut vérifier que chaque atome établisse
le nombre de liaisons covalentes indiqué dans le tableau précédent et
qu'il soit entouré du nombre de doublets non liants (tableau). On peut
ensuite vérifier que chaque atome est entouré de 1 doublet pour H ou de
4 doublets pour les autres atomes.