Devoir Surveillé N°4 de Physique – Chimie

NOM : Prénom : 2nde 8
Devoir Surveillé N°4 de Physique – Chimie
Exercice N°1 : Questions de cours / 3,5
(Sur votre feuille sauf la 5))
1) Donner la définition d’une année de lumière (pas la valeur !)
2) Pourquoi dit-on que la structure de la matière est discontinue et lacunaire ?
3) Les ondes sonores ou ultrasonores se propagent à quelle vitesse dans l’air ?
4) Quelle est la gamme de fréquence des ondes sonores audibles par l’homme ?
5) À chaque fréquence du visible on associe une longueur d’onde dans le vide notée λ exprimée en nm. Pour
chaque valeur de λ on associe une couleur.
Compléter en indiquant les valeurs l’ensemble des longueurs d’onde du visible AINSI que la couleur
correspondante :
………nm (………………….) < λ < …………nm (………………)
6) Qu’est-ce qu’un ion monoatomique ?
7) Qu’est-ce qu’une molécule ?
Exercice N°2 : Conversion / 2,5
(Sur le sujet)
Convertir dans l’unité indiquée, écrire en notation scientifique et indiquer l’ordre de grandeur :
Conversion dans la bonne
unité
Écriture en notation
scientifique Ordre de grandeur
907 μm en m m m m
1 203 GHz en Hz Hz Hz Hz
0,000 051 ms en s s s S
8 000 000 000 km
en U.A. U.A. U.A. U.A.
Donnée : 1 U.A. = 1,5 × 1011 m
Exercice N°3 : Une expérience historique de mesure de la vitesse de la lumière / 2,5
(Sur votre feuille)
Le physicien et astronome italien Galilée (1564-1642) semble avoir été le premier à penser que la vitesse de
la lumière n’était pas infinie.
Pour en effectuer la mesure, il était monté en haut d’une colline et avait demandé à l’un de ses élèves de se
placer au sommet d’une colline voisine. Chacun était muni d’une lanterne initialement couverte. Galilée
découvrit le premier sa lanterne tout en déclenchant une horloge. L’élève découvrit la sienne dès qu’il reçut
le signal lumineux. Galilée arrêta l’horloge aussitôt qu’il vit la lueur de cette lanterne. Les résultats obtenus
ne furent pas concluants car les durées mesurées restaient les mêmes pour des distances différentes.
1) Faire un schéma « grossier » de l’expérience.
2) Quelle est la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide (ou dans l’air) notée c et également appelée
aussi célérité de la lumière ?
3) Supposons que la distance séparant les deux collines vaut d = 5,00 km. Quelle est la durée Δt mise par la
lumière pour effectuer un aller et un retour entre les deux collines ?
4) Sachant que le temps de réaction d’un homme pour repérer un stimulus visuel est Δt’ = 0,200 s, expliquer
alors pourquoi l’expérience de Galilée n’a pas été concluante.

NOM : Prénom : 2nde 8
Exercice N°4 : Fibre optique au service de la médecine / 3
(Sur votre feuille sauf 1) et 4))
Un rayon lumineux pénètre dans l’une des fibres optiques d’un fibroscope.
Son angle d’incidence au point I sur la paroi de la fibre est i = 60°.
L’angle d’incidence limite i lim à partir duquel il y a réflexion totale à la surface de séparation entre le verre
et l’air est i lim = 42°.
L’indice de réfraction de l’air est nair = 1,0 et l’indice de réfraction du verre est nverre = 1,5.
1) Indiquer l’angle d’incidence i sur le schéma de la fibre optique.
2) Y aura-t-il réflexion totale de la lumière au niveau du point I ? Justifier.
3) Si on diminue l’angle d’incidence i au point I, peut-il y avoir un rayon réfracté ? Justifier.
4) Tracer le ou les rayons dans le cas où i = 60°.
Exercice N°5 : Atomes et ions / 4
(Sur votre feuille)
L’étiquette d’un dentifrice contient les informations suivantes :
« La formule fluorée aide vos dents à se recharger en fluor et en calcium. Ainsi, elle garantit à vos dents une
meilleure protection contre les caries, et préserve jour après jour leur capital calcium.
Contient un dérivé fluoré : fluorure de sodium 0,32 % »
1) Indiquer le nombre de protons, de neutrons et d’électrons que contient :
- l’atome de fluor : 19
9F
- l’atome de sodium : 23
11 Na
2) Indiquer la structure électronique de :
- l’atome de fluor : 19
9F
- l’atome de sodium : 23
11 Na
3) En appliquant la règle de l’octet (sans la citer), dire si le fluor F va gagner ou perdre un ou plusieurs
électrons pour se transformer en ion fluorure.. En déduire la formule de l’ion fluorure.
4) En appliquant la règle de l’octet (sans la citer), dire si le sodium Na va gagner ou perdre un ou plusieurs
électrons pour se transformer en ion sodium. En déduire la formule de l’ion sodium.
Exercice N°6 : Les molécules / 4,5
(Sur votre feuille)
1) Combien de liaisons covalentes peut réaliser :
- l’atome de carbone C
- l’atome d’oxygène O
- l’atome d’azote N
2) Dessiner la formule développée ET la formule semi-développée de 3 isomères qui ont la formule brute
C4H11N.
I
Air
Verre
Fibre optique