Consignes
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NOM: IMRT1 - 2007-2008 Prénom : Evaluation n°1 ( 2 h ) 12/10/2007 Consignes : Répondez par des phrases ; justifiez votre raisonnement Résultats numériques : Donnez le détail des calculs que vous faites ensuite avec votre calculatrice . Les résultats seront donnés avec un nombre de chiffres significatifs adapté. Un résultat sans unité n’a aucune valeur. Cours ( 20 points ) abcd- QCM ( Indiquez si ces affirmations sont vraies ou fausses et justifiez ) ( 4 pts ) La charge d’un atome est concentrée dans son noyau Une onde mécanique transporte de l’énergie mais pas de matière Un corps chaud émet un spectre de raies Un photon de longueur d’onde 0, 750 m est associé à une onde électromagnétique du domaine visible Question de cours1 : spectres d’ absorption ( 8 pts ) 1. Complétez et légendez le schéma ci-contre, permettant d’obtenir un spectre d’absorption. 2. Comment procéder pour que le spectre d’absorption obtenu soit un spectre de raies ? Question de cours2 : Le laser ( 8 pts ) 1. Que signifie le sigle L.A.S.E.R. ? ( en anglais et français ) 2. Expliquez ce qu’est l’émission stimulée 3. Complétez et légendez le schéma de principe du Laser ci contre 4. Quelles sont les caractéristiques du rayonnement 5. Pourquoi est-il nécessaire de réaliser un pompage optique ? émis par un LASER ? Exercices ( 20 points ) Données pour les exercices : Nombre d’Avogadro : N A 6, 02.1023 mol 1 unité de masse atomique 1 u 1,6605.1027 kg Masse du proton : 1,0073 u ; Masse du neutron : 1,0087 u ; masse de l’électron : 5, 4854.104 u célérité de la lumière C 3,0.108 m.s 1 constante de Planck : h 6,62.1034 J .s Exercice 1 : structure de la matière ( 6 pts ) 58 L’atome de cobalt est défini par 27 Co . 1°) Définir sa composition 2°) Déterminer la structure électronique de l’atome de cobalt dans son état fondamental 3°) Calculer sa masse ( en kg ) 4°) Calculer la masse molaire M du cobalt ( en g/mol ) Exercice 2 : lampe à vapeur de sodium ( d’après Annales IMRT 1998 ) ( 14 pts ) On étudie le spectre d’émission d’une lampe à vapeur de sodium ( symbole Na ; Z = 11 ). 1°) a- Déterminer la structure électronique de l’atome de sodium dans son état fondamental b- A quelle famille chimique appartient le sodium ? Où est située cette famille ? c- A quelle période de la classification appartient-il ? Pourquoi ? 2°) Le spectre d’émission d’une lampe à vapeur de sodium fait apparaître des raies aux longueurs d’onde suivantes : 1 568,8 nm 2 589,3 nm 3 615, 4 nm 4 819,5 nm . Son diagramme d’énergie comporte les niveaux suivants : Etat fondamental : -5,14 eV Premier état excité : -3,03 eV Deuxième état excité : -1,93 eV Troisième état excité : -1,51 eV Quatrième état excité : -1,18 eV a- Représenter le diagramme d’énergie de l’atome de sodium ( échelle : 2 cm pour 1 eV) ; faire apparaître les noms des couches et les valeurs de n ( nombre quantique principal ) ; placer les électrons sur les couches dans leur niveau fondamental. b- Quelle est la longueur d’onde nécessaire pour provoquer l’ionisation de l’atome de sodium par arrachage de l’électron de sa couche externe ? A quel domaine du spectre des ondes électromagnétiques doit donc appartenir le rayonnement ? c- Pour les raies de longueurs d’onde 2 589,3 nm et 4 819,5 nm , déterminer ( en eV ) l’énergie des photons émis d- En déduire entre quels niveaux d’énergie s’effectuent les transitions des électrons responsables de l’émission de ces deux raies ; représenter ces transitions sur le diagramme d’énergie et donner le nom de ces raies.
