corrigé type commenté

C
Co on nt tr rô ôl le e d de e s sc ci ie en nc ce es s p ph hy ys si iq qu ue es s : : c co or rr re ec ct ti io on n d de e l la a p pa ar rt ti ie e p ph hy ys si iq qu ue e
Exercice n°1
Le Fer est un métal. A l’ état d’atomes séparés, il est capable d’émettre des radiations de longueur d’onde
= 428 nm et = 432 nm (violettes) ; 496 (bleue) ; 517 (verte)
1°) Expliquer comment on peut réaliser un spectre d’ émission du fer ?
Une ampoule contenant du fer gazeux sous faible pression soumis à une forte tension émet la lumière caractéristique du fer.
(Attention du fer chauffé ne permet pas d’obtenir le spectre du fer mais un spectre continu).
Il suffit de décomposer cette lumière à l’aide d’un système dispersif (prisme ou réseau) pour observer le spectre du fer.
2°) Quelles sont les caractéristiques de ce spectre ?
Ce spectre est discontinu, c’est un spectre de raies colorées sur fond noir.
3°) Comment peut–on réaliser un spectre d’absorption du fer ?
Pour réaliser le spectre d’absorption du fer, il faut éclairer du fer gazeux avec de la lumière blanche avant son passage dans le
système dispersif.
4°) Décrire ce spectre et le comparer au spectre d’émission. On pourra faire un schéma.
Le spectre d’absorption se présente comme un spectre continu parsemé de raies noires. Les raies d’absorption ont les mêmes
longueurs d’ondes que les raies d’émission du fer.
Exercice n°2
Choisir la bonne réponse parmi les propositions suivantes en justifiant :
Le spectre d’une étoile est :
 un spectre de raies d’émission
 un spectre continu présentant des raies d’absorption
Le centre de l’étoile est à très haute température, il émet une lumière de spectre continu. Cette lumière traverse les couches
périphériques de l’étoile qui contiennent des corps atomiques. Ces corps absorbent les radiations qui les caractérisent.
Par l’étude du spectre d’une étoile, on peut connaître la température :
 se son centre
 de sa périphérie
Le centre de l’étoile émet un spectre continu. La composition de ce spectre caractérise la température du centre de l’étoile. Plus
cette température est élevée plus le spectre se décale vers les petites longueurs d’ondes (violet).
Par l’étude du spectre d’une étoile, on peut connaître la composition chimique :
 se son centre
 de sa périphérie
Les raies d’absorption sont caractéristiques des atomes qui composent la périphérie de l’étoile.
Exercice n°3
On observe la chute d’un plongeur dans un référentiel terrestre.
Ce plongeur saute d’un plongeoir à 50 m d’altitude. Au début de sa chute, sa vitesse de chute verticale augmente.
Puis, elle se stabilise jusqu’à ce qu’il atteigne la surface de l’eau.
Dès qu’il entre dans l’eau, sa vitesse instantanée diminue puis s’annule. Il commence alors à remonter.
1°) Qu’est-ce qu’un référentiel ?
Un référentiel est un objet supposé immobile par rapport auquel on étude le mouvement d’autres objets.
2°) Dans quel référentiel le plongeur apparaîtrait-il immobile au cours de sa chute ?
Le parachutiste apparaîtrait immobile dans un référentiel lié à lui-même.
3°) Qu’est ce qu’une chronophotographie ?
Une chronophotographie est une superposition d’images prises à intervalle de temps régulier et très petit.
4°) Sur une chronophotographie imaginaire (sans échelle),
représenter le mouvement du plongeur du plongeoir au point le
plus bas de sa chute dans le référentiel terrestre. On mettra
en évidence sur le schéma les 3 phases du mouvement.
Phase d’accélération
Phase à vitesse constante
Phase de freinage

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Co on nt tr rô ôl le e d de e s sc ci ie en nc ce es s p ph hy ys si iq qu ue es s : : c co or rr re ec ct ti io on n d de e l la a p pa ar rt ti ie e p ph hy ys si iq qu ue e
Exercice n°1
Le Cadmium est un métal. A l’ état d’atomes séparés, il est capable d’émettre des radiations de longueur d’onde
= 441 nm (violette) ; = 480 nm (bleu-indigo) ; 508 (bleue) ; 533 et 538 (vertes) et = 644 nm (rouge)
1°) Expliquer comment on peut réaliser un spectre d’émission du cadmium ?
Une ampoule contenant du cadmium gazeux sous faible pression soumis à une forte tension émet la lumière caractéristique du
cadmium.
(Attention du cadmium chauffé ne permet pas d’obtenir le spectre du cadmium mais un spectre continu).
Il suffit de décomposer cette lumière à l’aide d’un système dispersif (prisme ou réseau) pour observer le spectre du cadmium.
2°) Quelles sont les caractéristiques de ce spectre ?
Ce spectre est discontinu, c’est un spectre de raies colorées sur fond noir.
3°) Comment peut–on réaliser un spectre d’absorption du cadmium ?
Pour réaliser le spectre d’absorption du cadmium, il faut éclairer du cadmium gazeux avec de la lumière blanche avant son
passage dans le système dispersif.
4°) Décrire ce spectre et le comparer au spectre d’émission. On pourra faire un schéma.
Le spectre d’absorption se présente comme un spectre continu parsemé de raies noires. Les raies d’absorption ont les mêmes
longueurs d’ondes que les raies d’émission du cadmium.
Exercice n°2
Choisir la bonne réponse parmi les propositions suivantes en justifiant :
Le spectre d’une étoile est :
 un spectre de raies d’émission
 un spectre continu présentant des raies d’absorption
Le centre de l’étoile est à très haute température, il émet une lumière de spectre continu. Cette lumière traverse les couches
périphériques de l’étoile qui contiennent des corps atomiques. Ces corps absorbent les radiations qui les caractérisent.
Par l’étude du spectre d’une étoile, on peut connaître la température :
 se son centre
 de sa périphérie
Le centre de l’étoile émet un spectre continu. La composition de ce spectre caractérise la température du centre de l’étoile. Plus
cette température est élevée plus le spectre se décale vers les petites longueurs d’ondes (violet).
Par l’étude du spectre d’une étoile, on peut connaître la composition chimique :
 se son centre
 de sa périphérie
Les raies d’absorption sont caractéristiques des atomes qui composent la périphérie de l’étoile.
Exercice n°3
On observe la descente d’un parachutiste dans un référentiel terrestre.
Ce parachutiste saute d’un avion à environ 4000 m d’altitude. Au début de sa chute, sa vitesse de chute verticale augmente
jusqu’à atteindre environ 200 km.h-1.
Puis, son parachute étant toujours fermé, sa chute se poursuit à vitesse constante.
Enfin, arrivé à 1000 m du sol, il ouvre son parachute. Sa vitesse instantanée diminue et se stabilise à environ 5 km.h-1, vitesse à
laquelle il atterrit.
1°) Qu’est-ce qu’un référentiel terrestre?
Un référentiel terrestre est un objet supposé immobile de la surface de la Terre.
2°) Dans quel référentiel le parachutiste apparaîtrait-il immobile au cours de sa chute ?
Le parachutiste apparaîtrait immobile dans un référentiel lié à lui-même.
3°) Qu’est ce qu’une chronophotographie ?
Une chronophotographie est une superposition d’images prises à intervalle de temps régulier et très petit.
4°) Sur une chronophotographie imaginaire (sans échelle),
représenter le mouvement du parachutiste au cours de sa
chute dans le référentiel terrestre. On mettra en évidence sur
le schéma les 3 phases du mouvement.
Phase d’accélération
Phase à vitesse constante
Phase de freinage