2nde 7 - DS 3 - Correction I - Réfraction de la lumière, dispersion, réflexion totale: (12 points) 1) Comment s'appelle le phénomène au cours duquel la lumière est déviée lorsqu'elle passe d'un milieu (1) dans un milieu (2)? La réfraction Nommer: 2) Le plan de la feuille. Le plan d'incidence. 3) Le point I. Le point d'incidence. 4°) La demi-droite (R2). Le rayon réfracté. 5°) Le demi-droite (R1). Le rayon incident. 6°) la surface (D). Le dioptre. 7°) n1 et n2. L'indice de réfraction du milieu 1 et du milieu 2. 8°) La droite (N). La normale, en I, au dioptre. 9°) les angles i2 et i1. L'angle de réfraction et l'angle d'incidence. 10°) Que peut-on dire du milieu 2 par rapport au milieu 1 dans le schéma ci-dessus? Moins réfringent que le milieu 1 (n2 < n1) 11°) Tracer sur le schéma précédent la demi-droite que suivrait le rayon qui arrive s'il n'y avait pas le deuxième milieu et trouver la formule de la déviation en fonction de i2 et de i1. = i2 - i1 12°) On donne n1 = 1,5 et n2 = 1,33. Quels sont ces milieux? Le verre et l'eau. 13°) Enoncer la loi de Descartes pour la réfraction de la lumière. n1 sin i1 = n2 sin i2 Si i1 = 20°; que vaut alors i2? => 𝒔𝒊𝒏 𝒊𝟐 = 𝒏𝟏 ×𝒔𝒊𝒏𝒊𝟏 𝒏𝟐 = 𝟏,𝟓×𝒔𝒊𝒏𝟐𝟎° 𝟏,𝟑𝟑 = 𝟎, 𝟑𝟖𝟔 => 𝒊𝟐 = 𝟐𝟐, 𝟕° 14°) Donner la définition de l'indice de réfraction d'un milieu par rapport au vide ou à l'air, en fonction de la vitesse de la lumière dans le milieu et de sa vitesse dans le vide ou dans l'air 15°) Rappeler la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide ou dans l'air 𝒏 et en déduire la vitesse de la lumière dans le verre (n = 1,5). 𝒗 = 𝒄 𝒏 = 𝟑𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 𝟏,𝟓 = 𝒄 𝒗 = 200000km.s-1 16°) Qu'est-ce que la dispersion de la lumière? Déviation de la lumière dépend de la couleur (irrisation en lumière blanche). Pourquoi la lumière est-elle dispersée dans le verre ou dans l'eau? n dépend de donc de la couleur Citer un système dispersif. A quoi nous a-t-il servi? Le prisme; décomposition de la lumière blanche 17°) Qu'est-ce que la réflexion totale? Quand intervient-elle? Donner des exemples. Lorsque la lumière passe dans un milieu moins réfringent et lorsque l'angle d'incidence est égal ou supérieur à l'angle de réfraction limite. Application: la fibre optique II - L'atome, la Classification périodique des éléments: (8 points) 𝟐𝟑𝟓 1°) Un atome d'uranium a pour symbole 𝟗𝟐𝑼, dénombrer les protons, les neutrons et les électrons dans cet atome. 92 p, 92 e-, 235 - 92 = 143 n 2°) Un autre atome a pour symbole qualifiés ces 2 atomes. 𝟐𝟑𝟖 𝟗𝟐𝑼 , en quoi diffère-t-il du précédent? Comment sont Pas le même nombre de neutrons (238-92 = 146 n). Même nombre de protons (92) mais différents par le nombre de neutrons( 143 ou 146). Ils sont isotopes. 3°) La masse d'un nucléon est mn = 1,67 x10-27 kg, celle d'un électron est me = 0,9x10-30kg et la charge élémentaire vaut e = 1,6 x 10-19 C. 4°) Comparer la masse d'un nucléon à celle d'un électron? 𝒎𝒏 𝒎𝒆 = 𝟏,𝟔𝟕×𝟏𝟎−𝟐𝟕 𝟎,𝟗×𝟏𝟎−𝟑𝟎 => 𝒎𝒏 𝒎𝒆 = 1860 5°) Quelle masse peut-on négliger dans la masse de l'atome? Celle des électrons. 𝟐𝟑𝟓 6°) Calculer la masse de l'atome 𝟗𝟐𝑼 et la charge de son noyau. M = A x Mn = 235 x 1,67 x10-27 => M = 3,92 x 10-25 kg Q = Z x e = 92 x 1,6 x 10-19 => Q = 1,47 x 10-17 C. 7°) Un atome a pour numéro atomique Z = 17 et possède 18 neutrons; quel est son symbole? 𝟑𝟓 𝟏𝟕𝑪𝒍 8°) Combien d'électrons possède-t-il? Quelle est sa structure électronique? Où se trouve cet élément dans la classification périodique des éléments? A quelle famille appartient-il? Quel ion peut-il donner facilement.? 17 électrons; (K)2 (L)8 (M)7 - Famille des halogènes, peut donner facilement l'ion Cl et ainsi posséder un octet sur sa couche électronique externe 𝟑𝟗 9°) Idem avec 𝟏𝟗𝑲 (nombre d'électrons, structure électronique, famille, ions facilement obtenus) 19 électrons; (K)2 (L)8 (M)8(N)1 + Famille des métaux alcalins; peut donner facilement K (octet sur la couche électronique externe). 10°) Enoncer la règle du duet et de l'octet. Quelle famille de la Classification Périodique des Elements a permis d'établir cette loi et pourquoi? Au cours des réactions chimiques, les atomes tendent à acquérir une configuration électronique externe de gaz rare c'est à dire une couche K saturée à 2 électrons (duet) ou bien 8 électrons sur la couche externe (octet), pas forcément saturée. Ce sont les gaz inertes, nobles ou rares, qui ont incité cette loi grâce à leur grande stabilité.