Correction DS 3

Correction DS 3 (1 H)
Physique : Le laser au quotidien (14 points)
1. A propos du texte (2,5 pts)
1.1. L'irisation d'un CD ou d'un DVD est due à la diffraction de la lumière blanche (0,5 pt nom).
c
c
3,00 × 108
1.2. λB = donc ν = ; ν =
= 7,41×1014 Hz (0,5 pt formule + 0,5 pt valeur)=1 pt
ν
λB
405 × 10-9
1.3. Le texte indique que « les CD et les DVD conventionnels utilisent respectivement des lasers infrarouges et rouges
», donc de longueur d’onde supérieure à celle du laser blu-ray (a 800 nm et au-delà). 1 pt la comparaison.
2. Diffraction (8, 5 pts)
2.1. Les ondes
2.1.1 Le domaine des longueurs d'onde dans le vide associé aux radiations visibles est compris entre 400 et
800 nm (0,5 pt pour chaque longueur d’onde)=1 pt
2.1.2 Une onde lumineuse ne nécessite pas de milieu matériel pour se propager (elle se propage dans le vide)
; ce n’est pas une onde mécanique mais une onde électromagnétique (0,5 pt réponse + 0,5 pt
justification)=1 pt
2.1.3 λ = c × T avec λ en m, c en m.s-1 et T en s. (0,5 pt formule + 0,5 pt les unités : 1 erreur dans les unités
-0,5 pt)=1 pt
405 × 10 -9
λ
2.1.4 T = ; T =
= 1,35 × 10 -15 s (1 pt la valeur)
c
3,00 × 10 8
2.2. Intérêt d’un blu-ray ?
L
2.2.1 tan θ ≈ θ =
( 1 pt formule)
2D
λ
2.2.2 θ = avec θ en radian λ en mètre, d en mètre (0,5 pt formule + 0,5 pt les unités : 1 erreur -0,5 pt)=1
d
pt
L λ
2×λ×D
2.2.3 θ =
= donc L =
(0,5 pt égalité + 0,5 pt formule)=1 pt
2D d
d
2.2.4 Si on remplace la lumière émise par le LASER (lumière rouge) par une lumière bleue, alors on diminue
la longueur d’onde λ, a et D ne variant pas, alors L diminue. (0,5 pt)
Le laser d'un lecteur blu-ray émet une lumière de longueur d'onde différente de celles des systèmes CD
ou DVD, ce qui permet de stocker plus de données sur un disque de même taille (12 cm de diamètre), la
taille minimale du point sur lequel le laser grave l'information étant limitée par la diffraction. (0,5 pt le
fait de stocker plus de données). Total =1 pt
2.2.5 Pour stocker davantage d'informations sur un disque, les scientifiques travaillent sur la mise au point
d'un laser ultra violet (0,5 pt réponse)
3. Interférences (3 pts)
3.1.
3.2.
3.3.
λ
λ
n’a pas d’unité donc D + n’est pas en m. L’expression est incorrecte
a
a
a
Pour l’expression ,
s’exprime en m-1 alors que i est en m. L’expression est incorrecte
λD
Les deux expressions possibles sont et (0,5 pt élimination des 2 expressions et 0,5 pt identification des 2
expressions possibles)=1 pt
Pour l’expression ,
En remplaçant le laser « DVD » puis avec le laser blu-ray sans modifier le reste du montage, la longueur d’onde
λ diminue donc l’interfrange diminue
λD
La seule expression de l’interfrange possible est i =
(0,5 pt justification + 0,5 pt réponse)=1 pt
a
Dans l’expression , si λ diminue alors l’interfrange augmente. Si nous remplacions dans le dispositif
expérimental un laser par 2 lasers de même longueur d’onde, nous n’aurions pas d’interférences car les deux
sources ne sont pas synchrones (0,5 pt justification +0,5 pt réponse)=1 pt
Exercice 2 (6 pts) : Établir l’équation de la réaction.
1°) I2(aq)/I-(aq) : 2 I- (aq) = I2 (aq) + 2 eS2O82- (aq) /SO42- (aq) : S2O82- (aq) + 2 e- = 2 SO42- (aq)
Équation globale : 2 I- (aq) + S2O8 2-(aq)
2 SO4 2- (aq) + I2 (aq) (0,5 pt equation bilan : 0,25 pt chaque ½ equation)=1 pt
2. Sans justifier, répondre par VRAI ou FAUX aux affirmations suivantes :
a) C’est dans l’expérience 2 que la vitesse de réaction est la plus faible : FAUX
b) Par comparaison entre les expériences 1 et 3, on étudie l’influence de la température : FAUX
c) C’est dans l’expérience 3 que la vitesse de réaction est la plus grande : VRAI
d) Les ions iodure sont toujours en excès : VRAI
e) La quantité finale de diode formé dans l’expérience 2 est le double de celle formée dans l’expérience 1 : VRAI
1pt par réponse = 5 pts