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Seconde 3 DS de Sciences physiques Décembre 2009
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Les problèmes peuvent être traités dans le désordre à condition d’indiquer clairement les numéros. Les problèmes (
ou parties de problèmes ) marquée)s d’un ⊗sont à traiter directement sur cette feuille qui sera donc identifiée et rendue avec
votre copie . JUSTIFIEZ VOS RÉPONSES ! Tous les résultats seront exprimés avec le bon nombre de chiffres significatifs.
Données : Charge élémentaire : e = 1,6×10−19 C
Exercice 1 (0.5 pt)
⊗Compléter par diffraction, réfraction ou dispersion :
– La décomposition d’une lumière polychromatique correspond à la . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
– Un changement de direction d’un rayon lumineux correspond à la . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
– Le phénomène obtenu quand la lumière rencontre un obstacle de très petite dimension est la . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Exercice 2 (3.5 pts)
Anne est en plongée sous-marine. Elle dirige le faisceau de lumière de sa lampe étanche vers un point I de la surface de l’eau
sous un angle d’incidence i1de 40˚. L’indice de réfraction de l’eau est neau = 1,33
1. Schématiser la situation (On représentera et on légendera le dioptre, le point d’incidence I, la normale, le rayon incident,
le rayon réfracté, l’angle d’incidence et l’angle de réfraction)
2. Calculer l’angle de réfraction i2
3. Calculer l’angle incident limite i1(l)qui donnerait un rayon réfracté rasant la surface de l’eau.
4. Que se passera-t-il si Anne envoie sa lumière avec un angle d’incidence supérieure à i1(l)?
Exercice 3 (2 pts)
Sur sa paillasse, un chimiste trouve un bécher (contenant un solvant) mais non identifié ! Il sait qu’il ne peut s’agir que d’eau,
d’éthanol, de cyclohexane, ou de toluène. Afin de connaître précisément ce solvant, il utilise un LASER émetteur d’une lumière
monochromatique. Il pointe le rayon lumineux du LASER en direction de la surface du solvant. Le rayon émis par le LASER fait
un angle de 23,0˚ avec le dioptre air-liquide. Après mesure, il obtient la valeur de l’angle entre la normale et le rayon réfracté :
40,1˚.
1. Faire un schéma. Quelle est la valeur de l’angle d’incidence i1? Le placer sur le schéma.
2. Calculer la valeur de l’indice de réfraction du liquide. Identifier le solvant présent dans le bécher.
Composé Eau Ethanol Cyclohexane Toluène
Indice de réfraction 1,33 1,36 1,43 1,50
Exercice 4 (0.5 pt)
NSi vous étiez avocat(e) de la chimie de synthèse, quel argument avanceriez-vous pour sa défense ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Exercice 5 (1 pt)
1. ⊗Équilibrer l’équation chimique suivante qui modélise la combustion de l’aluminium Alsdans le dioxygène O2(g)pour
donner de l’alumine : Al2O3(s)
...Al(s)+ . . . O2(g)−→ ...Al2O3(s)
2. ⊗Citer le(s) produit(s) : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. ⊗Citer le(s) réactif(s) : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Exercice 6 (1 pt)
Le noyau d’un atome de chlore porte la charge q = 2,72 ×10−18 C . En déduire le numéro atomique Z du chlore .

Exercice 7 (0,5 pt)
Dans l’histoire des sciences, la notion d’"atome" a beaucoup évolué depuis Démocrite jusqu’à nos jours,
1. ⊗Donner le sens étymologique (le sens premier) du mot atome donné par les "atomistes grecs" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2. Prenons l’exemple du modèle atomique de J.J. Thomson et son fameux "pudding" ou "pain aux raisins"
⊗Que représentent les "raisins" : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Exercice 8 (0,5 pt)
L’épaisseur d’un cheveu est de 65 µm, ce qui est égal à : . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . m (en notation scentifique)
Exercice 9 (2,5 pts)
⊗Compléter :
Symbole
de l’atome
ou de l’ion
Symbole
du noyau
Charge
globale
Nbre de
protons
Nombre de
neutrons
Nombre
d’électrons
C 0 8 6
Mg2+ 25
12Mg +2e
18
9F-e
Exercice 10 (2 pts)
Dans le très riche et très imaginaire sultanat d’ Avogadrour, deux élèves Yavatri et Shukra font leur TP sur la réfraction avec
un morceau de . . .diamant !.
Ce diamant a la forme d’un demi-cylindre dont le milieu de la face plane est nommé I. C’est ce point I que les élèves visent à
l’aide d’un faisceau laser dans le sens air ⇒diamant. Pour chaque angle d’incidence choisi i1, ils mesurent l’angle de réfraction i2.
Ci-dessous, le tableau de mesures qui figure dans leur compte rendu de TP :
i1(en degré) 0 10 15 20 25 30 40 45 50
i2(en degré) 0 4 6 8 10 12 15 17 18
si n(i1)
si n(i2)
1. ⊗A l’aide de votre calculatrice, compléter les deux dernières lignes du tableau puis, tracer ci-dessous sin(i1) = f(sin(i2)
2. En déduire l’indice de réfraction n du diamant utilisé. Expliquer et justifier la réponse