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Correction du devoir surveillé nº2
Exercice 1 : Peinture et pointillisme
1.
a. Pour reproduire un soleil couchant rouge, le peintre doit utiliser un mélange de peintures jaune et
magenta : la peinture jaune absorbe le bleu et la peinture magenta absorbe le vert, seul le rouge
sera diffusé.
b. La reproduction des couleurs est ici assurée par synthèse soustractive.
2.
a. Paul Signac utilise le principe de la synthèse additive pour reproduire les couleurs : chaque point
colorée diffuse une couleur, la lumière provenant de points contigus se superposant dans l’œil.
b. Les couleurs à utiliser dans ce cas sont les couleurs primaires rouge, vert et bleu.
c. Pour donner une impression de jaune, le peintre pointilliste doit déposer du rouge et du vert côte
à côte.
Exercice 2 : La nébuleuse d’Orion
1. Les quatre étoiles évoquées émettent essentiellement dans l’ultraviolet. La longueur d’onde de leur
maximum d’émission est donc voisine de 100 nm ' 1 × 10−7 m.
On peut estimer leur température de surface en utilisant la loi de Wien :
T =
2,89 × 10−3 2,89 × 10−3
=
λmax
1 × 10−7
T = 3 × 104 K
La température de surface de ces étoiles est donc voisine de 30 000 K.
2. L’énergie minimale à fournir pour ioniser un atome d’hydrogène initialement dans son état fondamental est égale à :
∆E = Eionisé − E1 = 0 − (−13, 60) = 13,60 eV
La longueur d’onde dans le vide de la radiation correspondante se déduit de la loi de Planck :
λ=
h · c 6,63 × 10−34 × 3,00 × 108
=
∆E
13, 60 × 1,60 × 10−19
λ = 9,14 × 10−8 m = 91,4 nm
(radiation située dans l’ultraviolet)
3. Le texte introductif indique que des atomes d’hydrogène excités sont formés par recombinaison des
électrons et des noyaux d’hydrogène. Ces atomes se désexcitent par émission d’un photon, l’énergie
portée par celui-ci dépendant de la transition effectuée.
La transition des atomes d’hydrogène du niveau d’énergie 3 au niveau d’énergie 2 a lieu fréquemment ;
vérifions que la radiation correspondante est située dans le rouge.
λ23 =
h·c
6,63 × 10−34 × 3,00 × 108
h·c
=
=
∆E |E2 − E3 | |−3, 39 − (−1, 51)| × 1,60 × 10−19
λ = 6,59 × 10−7 m = 659 nm
La radiation correspondant à la transition quantique la plus fréquemment observée est bien située dans
le rouge, d’où la couleur de la nébuleuse d’orion.
1ère S – Sciences physiques
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