2nde SPC

2nde
Thème 1 : l'univers
DS n°2 correction
SPC
Ex 1 Réfraction de la lumière
La réfraction d’un faisceau Laser rouge passant de L’air dans L'eau est schématisée ci-dessous.
Données : indice de réfraction de L'air : nair=1,00 ; indice de réfraction de L’eau : neau=1,33
1) Compléter le schéma en indiquant le point d’incidence I, en dessinant La normale (N) et en repérant
les angles d’incidence i et de réfraction r
2) Rappeler l’expression de La Loi de Snell-Descartes relative aux angles i et r en respectant les
notations du texte.
nair ×sin (i)=n×sin (r)
3) Calculer la valeur de l’angle de réfraction r d’un rayon Lumineux d’incidence i = 50,0°
n ×sin (i) 1×sin (50)
sin (r)= air
=
=0,58
(neau )
1,33
r = sin-1 (0,58)=35°
4) Qu'est-ce que la dispersion de la lumière? Pourquoi un prisme disperse-t-il la lumière blanche?
Voir cours
Ex 2 Le mirage chaud
1) Expliquer ce qui se passe lors d'un mirage.
Voir cours
2) Tracer sur le schéma suivant la marche du rayon lumineux au-delà du point A et jusqu’à l’œil de
l’observateur.
3) Tracer la direction dans laquelle l’œil voit le palmier. Comment l'observateur voit-il le palmier ?
L'observateur voit le palmier à l'envers.
Ex3 Compositions des atomes
Donner, pour les atomes et ions suivants, la structure du noyau ainsi que le nombre d'électrons.
7
1) Atome 3 Li
L'atome de lithium Li a pour numéro atomique Z=3 et pour nombre de masse A=7.
Le noyau de l'atome de lithium contient donc 3 protons (Z) et 4 neutrons (A-Z).
Autour de ce noyau gravitent 3 électrons (l'atome est neutre et de ce fait il contient autant de protons
que d'électrons).
27
2) Ion Al3+ formé à partir de l'atome 13 Al
L'ion aluminium Al3+ a pour numéro atomique Z=13 et pour nombre de masse A=27.
Le noyau de l'ion aluminium contient donc 13 protons(Z) et 14 neutrons (A-Z).
Autour de ce noyau gravitent 10 électrons (attention, l'atome possède 13 électrons, mais l'ion Al 3+
possède 3 charges élémentaires positives supplémentaires, donc 3 électrons de moins).
32
3) Ion S2- formé à partir de l'atome 16 S
L'ion soufre S2- a pour numéro atomique Z=16 et pour nombre de masse A=32.
Le noyau de l'ion soufre contient donc 16 protons(Z) et 16 neutrons (A-Z).
Autour de ce noyau gravitent 18 électrons (2 électrons de plus que l'atome qui en possède 16).
4) Quelle est la masse du noyau d'un atome d'aluminium?
La masse du noyau est :
nombre de protons x masse du proton + nombre de neutrons x masse du neutron.
c'est à dire m=Z.mp+(A-Z).mn,
mnoyau=13x1,672.10-27+14x1,674.10-27
mnoyau=4,517.10-26kg.
5) Quelle est la masse du nuage électronique d'un atome d'aluminium? Comparer avec le résultat
précédent.
Autour de ce noyau gravitent 13 électrons . La masse du nuage électronique est donc:
mélectrons=13x9,1.10-31 = 1,2.10-29kg
mnoyau / mélectrons = 4,517.10-26 / 1,2.10-29 = 3764
La masse du cortège électronique est négligeable devant la masse du noyau.
Ex4 Comparaisons de quatre entités chimiques
On donne ci-dessous la composition de différents atomes et ions.
Nombre
Nombre
Nombre
d'électrons
de protons
de neutrons
Entité a
2
2
2
Entité b
2
2
1
Entité c
2
3
4
Entité d
2
4
5
1) Quel est le point commun entre ces quatre entités chimiques ? En quoi diffèrent-elles ?
Les entités chimiques ont toutes deux 2 électrons, mais la composition de leurs noyaux est différente.
2) Identifier les atomes et les ions monoatomiques.
a et b sont des atomes car ils contiennent le même nombre de protons que d’électrons. c et d sont des
ions positifs, ils ont moins d’électrons que de protons.
3) Qu'est-ce que deux isotopes ?
Voir cours
4) Les atomes trouvés à la question 2. sont-ils isotopes ? Même question pour les ions ?
Les atomes a et b ont chacun deux protons, mais diffèrent par le nombre de neutrons, ce sont des
isotopes.
Les ions c et d ne sont pas isotopes car leurs noyaux n’ont pas le même nombre de protons.