Corrigé du Devoir n°1

Corrigé du Devoir n°1 :
Exercice 1 :
1. Multiples et sous-multiples du mètre : 1nanomètre 1nm=1.10
–9
m
Ecris de même : 1µm= 1.10
–6
m 1mm= 1.10
–3
m 1cm= 1.10
–2
m
1dm= 1.10
–1
m 1km= 1.10
+3
m
2. Convertis les longueurs suivantes en mètre, en utilisant la notation scientifique, puis classe-les dans l’ordre
décroissant :
12760km = 12760.10
+3
m = 1,2760.10
+4
.10
+3
m = 1,2760.10
+7
m 324m = 3,24.10
+2
m
7,2µm = 7,2.10
–6
m 0,070nm = 0,070.10
–9
m = 7,0.10
–2
.10
–9
m = 7,0.10
–11
m
3. Classe par taille décroissante les objets suivantes : Terre ; Tour Eiffel ; globule rouge ; Atome de carbone.
4. Associe à chaque objet sa dimension parmi celles proposées à la question 2.
Terre :12760km ; Tour Eiffel : 324m ; globule rouge : 7,2µm ; Atome de carbone : 0,070nm .
Exercice 2 :
Un atome d’hydrogène est constitué par un noyau de diamètre 5,0.10
–15
m autour duquel se déplace, dans le vide, un
électron à une distance moyenne de 1,0.10
–10
m.
1. Si on effectuait un changement d’échelle de façon à donner au noyau la taille d’un pamplemousse, soit environ 0,10m
de diamètre, à quelle distance du pamplemousse se trouverait l’électron ?
d = 1,0.10
–10
x 0,10 / 5,0 .10
–15
= 2,0.10
+3
m
d = 2,0 km !
2. De quoi est essentiellement constituée la matière à l’échelle des atomes ?
L’électron se déplacerait dans une sphère de rayon 2,0km constituée de vide, autour du noyau « pamplemousse » situé au
centre.
Exercice 3 :
1. qu'est-ce qu'une étoile ? cite un exemple d'étoile.
Une étoile est une boule de gaz incandescent qui émet de la lumière, de la chaleur, des ultraviolets..
Le soleil est l'étoile autour de laquelle nous tournons, la plus proche de la terre.
2. Qu'est-ce qu'une planète ? cite un exemple de planète.
Une planète est beaucoup plus petite qu'une étoile et n'émet pas de lumière. Elle tourne autour d'une étoile. La terre est
une des 8 planètes qui tourne autour de l'étoile soleil.
3. Qu'est-ce qu'une galaxie ? cite un exemple de galaxie.
Une galaxie est un groupe d'étoiles constitué par 100 ou 200 milliards d'étoiles. Notre soleil appartient à une galaxie
appelée par les hommes: "la voie lactée".
La galaxie d'Andromède située à 2,5millions d'années lumière est visible à l'œil nu s'il n'y a pas de lumière parasite.
Exercice 4 :
1. Comment se propage la lumière dans un milieu transparent homogène ?
Décris une expérience permettant de vérifier cela.
La lumière se propage en ligne droite dans un milieu transparent homogène.
On peut mettre de la poussière (qui diffuse la lumière reçue) sur le trajet d’un faisceau Laser pour observer le trajet du
faisceau dans l'air.
2. Qu’appelle-t-on « un dioptre » ? cite un exemple de dioptre.
Un dioptre est la surface de séparation entre 2 milieux (ou matériaux) transparents.
Exemple : dioptre air-plexiglas.
Taille agrandie
noyau
atome
Taille réelle
5,0.10
–
15
m
réel
le
1,0.10
–
10
m 0,10
m
d

s’appelle angle d’incidence
I
Rayon réfracté
Rayon incident
dioptre
î
2
î
1
Normale au dioptre au point I
milieu 2
milieu 1
Est l’angle de réfraction
î
2
3. Que se passe-t-il lorsqu’un rayon lumineux rencontre un dioptre ? Comment s’appelle le phénomène correspondant ?
Le rayon lumineux est dévié lorsqu’il traverse le dioptre. C’est le phénomène de réfraction de la lumière.
4. Dans le vide ou dans l’air, la vitesse de la lumière est de 3,0.10
8
m.s
–1
, tandis que dans le verre elle est de 2,0.10
8
m.s
–1
Calcule l’indice de réfraction n 1 de l’air et celui n 2 du verre.
n 2 = vitesse de la lumière dans le vide/ vitesse de la lumière dans le plexiglas = 1,5
n 1 = vitesse de la lumière dans le vide/ vitesse de la lumière dans l’air = 1,0
5. Enonce la loi de Descartes pour la réfraction, et complète le schéma ci-dessous :
n
1
x Sin î
1
= n
2
x Sin î
2
6. L'angle d'incidence est égal à 45° et l'angle de réfraction à 30°.
Calcule la valeur de l'indice de réfraction du milieu 2 sachant que l'indice de réfraction du milieu 1 est égal à 1,0.
n
1
x Sin î
1
= n
2
x Sin î
2
avec n
1
= 1,0 Sin î
1
= Sin 45 = 0,71 Sin î
2
= Sin 30 = 0,50
donc n
2
= n
1
x Sin î
1
/ Sin î
2
= 1,0 x 0,71 / 0,50 = 1,42
7. Parmi les 3 rayons lumineux suivants, quels sont ceux
qui ne sont pas déviés par le dioptre plan ?
Justifier la réponse.
Les rayons 1 et 2 ne sont pas déviés par le dioptre plan
car ils arrivent perpendiculairement à ce dioptre.
Même question pour le dioptre sphérique ?
Les rayons 2 et 3 ne sont pas déviés par le dioptre plan
car ils passent par le centre O de ce dioptre.
1
2
3
O