Corrigé du Devoir Surveillé N°4 de Physique – Chimie

Corrigé du Devoir Surveillé N°4 de Physique – Chimie
Exercice N°1 : Questions de cours
1)
2)
3)
4)
Une année de lumière est la distance parcourue par la lumière en une année.
La structure de la matière est discontinue et lacunaire car l’espace est essentiellement constitué de vide.
Les ondes sonores ou ultrasonores se propagent dans l’air à la vitesse v = 340 m / s.
La gamme de fréquence des ondes sonores audibles par l’homme est :
20 Hz < f audible < 20 000 Hz (20 kHz)
5) Les valeurs l’ensemble des longueurs d’onde du visible AINSI que la couleur correspondante :
400 nm (violet) < λ < 800 nm (rouge)
6) Un ion monoatomique est un atome qui a perdu un ou plusieurs électrons.
7) Une molécule correspond à un assemblage d’atomes, liés entre eux par des liaisons covalentes.
Exercice N°2 : Conversion
Conversion dans la bonne
unité
Écriture en notation
scientifique
Ordre de grandeur
907 μm en m
0,000 907 m
9,07 × 10−4 m
10−3 m
1203 GHz en Hz
1 203 000 000 000 Hz
1,203 × 1012 Hz
1012 Hz
0,000051 ms en s
0,000 000 051 s
5,1 × 10−8 s
10−7 s
8 000 000 000 km
en U.A.
8000 000 000 × 103
= 53, 3 U.A.
1,5 × 1011
5,33 × 101 U.A.
102 U.A.
(
)
Exercice N°3 : Une expérience historique de mesure de la vitesse de la lumière
1) Schéma de la situation
Galilée
d
Elève
2) La valeur de la vitesse de la lumière dans le vide (ou dans l’air) est c = 3,0 × 108 m/s
3) La distance entre les deux collines est d = 5,0 km = 5,0 × 103 m.
La lumière effectue un aller et un retour entre les deux collines en une durée Δt à la vitesse c = 3,0 × 108
2× d
2× d
donc Δt =
m/s donc :
c=
Δt
c
3
2 × 5, 0 × 10
A.N. : Δt =
= 3, 33×10-5 s
3, 0 × 108
4) Comme le temps de réaction d’un homme pour repérer un stimulus visuel est très supérieur au temps
que met la lumière pour parcourir les 5,0 km : il est donc impossible pour Galilée de réaliser une
mesure.
Exercice N°4 : Fibre optique au service de la médecine
Air
I
Verre
i
Fibre optique
1)
2)
3)
4)
Voir schéma.
Il y aura réflexion totale de la lumière au niveau du point I car i > i lim et nverre > nair.
Il peut y avoir un rayon réfracté si i < i lim.
Voir schéma. Dans le cas où i = 60° il n’y aura qu’un rayon réfléchi (réflexion totale).
Exercice N°5 : Atomes et ions
1)
- l’atome de fluor : 199 F : Z = 9 donc 9 protons et également 9 électrons car l’atome est électriquement
neutre et enfin 19 – 9 = 10 neutrons.
- l’atome de sodium : 23
11 Na : Z = 11 donc 11 protons et également 11 électrons car l’atome est
électriquement neutre et enfin 23 – 11 = 12 neutrons.
2) La structure électronique de :
- l’atome de fluor : 199 F est : (K)2 (L)7
2
8
1
- l’atome de sodium : 23
11 Na est : (K) (L) (M)
3) Le fluor aura tendance à gagner 1 électron pour obtenir une couche électronique externe en octet (8
électrons sur la couche L). Il se transformera en ion fluorure : F −
4) Le sodium aura tendance à perdre 1 électron pour obtenir une couche électronique externe en octet (8
électrons sur la couche L). Il se transformera en ion sodium : Na +.
Exercice N°6 : Les molécules
1) Le nombre de liaisons covalentes que peut réaliser :
- l’atome de carbone C est : 4
- l’atome d’oxygène O est : 2
- l’atome d’azote N est : 3
2) Les isomères de formule brute C4H11N sont :
H
CH3
H
H
H
H
H
C
C
C
C
N
H
H
H
H
CH2
CH2
CH2
H
H
NH2
H
H
H
H
H
C
C
C
N
C
H
H
H
CH3
CH2
CH2
H
H
H
NH
H
H
H
H
H
C
C
N
C
C
H
H
H
H
CH3
CH3
CH2
H
H
H
H
H
N
H
C
H
C
H
C
H
C
CH2
CH
C
C
H
H
C
N
H
H
H
NH2
CH3
H
H
H
H
H
H
CH3
CH3
CH2
C
H
H
N
CH3
CH3
NH
CH2
H
CH3