Le 14/11/2013 Devoir n°2 (1h30min) – Correction Page : 1/2 I.

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Le 14/11/2013 Devoir n°2 (1h30min) – Correction Page : 1/2

I. La réfraction (7 points)

1. Répondre à l’aide du schéma ci-dessous 1.1. Le rayon noté 1est le rayon incident 1.2. Le rayon noté 2 est le rayon réfracté 1.3. Le rayon noté 3 est le rayon réfléchi

1.4. Le rayon caractéristique de la réfraction est le rayon 2 1.5. Le rayon caractéristique de la réflexion est le rayon 3

1.6. Indiquer sur le schéma, par un trait vert ou bleu, la ligne (ou surface) de séparation entre l’air et le plexiglas.

1.7. Indiquer, par un trait vert ou bleu, sur le schéma la normale à la ligne (ou surface) de séparation 1.8. Repérer sur le schéma l’angle d’incidence noté i1. Donner sa valeur i1 au degré près : i1 = 36°

1.9. Repérer sur le schéma l’angle de réfraction noté i2. Donner sa valeur i2 au degré près : i2 = 23°

2. Indice de réfraction

2.1. La vitesse de la lumière dans l’air est la même que celle dans le vide donc nair = c c = 1,0 2.2. nmilieu = c

v donc v = c nmilieu

soit v = 3,00 10⁸

1,33 = 2,26 10⁸ m.s^-1 3. 3^ème loi de Snell-Descartes

3.1. la 3^ème loi de Descartes dans ce cas de figure est nair sin(36°) = nplexi sin(23°) 3.2. nair sin(36°) = nplexi sin(23°) d’où nplexi = nair sin(36°)

sin(23°) = 1,0 0,59 0,39 = 1,5 3.3. nair sin(54°) = nplexi sin(i2) soit sin(i2) = nair sin(54°)

nplexi

; sin(i2) = 1,0 0,81

1,5 = 0,54 soit i2 = 33°

Si nplexi = 1,33 alors sin(i2) = 1,0 0,81

1,33 = 0,61 soit i2 = 38°

II. Les longueurs et leur écriture (3 points)

1. Indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s) en cochant la case correspondante 1.1. Un atome a pour diamètre moyen 0,000 000 000 1 m soit : 10^-10 m

1.2. Notre galaxie fait 946 000 000 000 000 000 km de long ce qui représente : 9,46 10¹⁷ km ou 9,46 10²⁰ m 1.3. Le rayon de la Terre fait 6 400 000 m soit : 6,4 10³ km ou 6,4 10⁶ m

2. Compléter le tableau suivant :

Longueurs L 12µm 15,5 km 0,56 cm 0,75 mm

longueur L convertie en m

12 10^-6 m ou 0,000 012 m

15,5 10³ m ou 15 500 m

0,56 10^-2 m ou 0,0056 m

0,75 10^-3 m ou 0,000 75 m Notation scientifique de L en m 1,2 10^-5 m 1,55 10⁴ m 5,6 10^-3 m 7,5 10^-4 m

1

3 2

plexiglas air

ligne de séparation

normale

angle de réfraction angle

d’incidence

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III. Atome et structure électronique (3 points)

1) La lettre Z représente le nombre de protons pour l’atome

2) L’aluminium a 13 électrons et le néon 10 électrons car dans un atome il y a autant d’électrons que de protons.

3) aluminium, Al (Z = 13) soit K(2)L(8)M(3) ; néon, Ne (Z = 10) soit K(2)L(8) La couche K est saturée pour 2 électrons et la couche L est saturée pour 8 électrons

4) Pour l’aluminium, il y a 3 électrons sur la couche externe ; pour le néon, il y a 8 électrons sur la couche externe 5) L’atome d’aluminium est susceptible de former un ion en perdant 3 électrons. On obtient alors l’ion Al³⁺ qui a

comme structure électronique K(2)L(8), celle d’un gaz rare ou noble IV. Qu’est-ce qu’un ion ? (5 points)

1) Un ion est un atome qui a gagné ou perdu un (ou plusieurs) électron(s).

2)

Formation des ions sodium Na⁺ Formation des ions chlorure Cl^- Les atomes Na se transforment en ions Na⁺

Les ions sodium sont des atomes de sodium qui ont perdu un électron

Ce qui s’écrit : Na Na⁺ + e^–

Les atomes Cl se transforment en ions Cl^- Les ions chlorure sont des atomes de chlore

qui ont gagné un électron Ce qui s’écrit : Cl + e^– Cl^- 3) L’électron gagné par l’atome de chlore a été donné par l’atome de sodium

4) Pour que la matière reste électriquement neutre, des ions négatifs sont toujours associés à des ions positifs 5) Le mot cation a plus de lettres que le mot anion donc le cation est chargé positivement.

Ou dans le mot anion, le premier « n » du mot fait penser à négatif.

6)

Atome structure électronique

de l’atome structure électronique

de l’ion même structure électronique que

Symbole de l’ion

F K(2)L(7) gagne un e^– K(2)L(8) Ne F^-

Mg K(2)L(8)M(2) perd deux e^– K(2)L(8) Ne Mg²⁺

V. Identifications des ions (2 points)

Prendre 2 tubes à essai puis verser dedans environ 2 mL de solution de chlorure de fer III.

 Dans l’un des tubes, verser quelques gouttes de solution de nitrate d’argent. Un précipité blanc devrait apparaître (qui noircit à la lumière) caractéristique des ions chlorure.

 Dans l’autre tube, verser quelques gouttes de solution de soude. Un précipité rouille devrait apparaître caractéristique des ions fer III. I

1.1 1

/21 1.2 1

1.3 1 1.4 1 1.5 1 1.6 1 1.7 1 1.8 1 2 1.9 1 2 2.1 1 2 2.2 1 2 3 3.1 1

3.2 1 2 3.3 1 2

II 1 1 2 3 4 5

/9 2 1 2 3 4

III

1 1

/9 2 1 2

3 1 2 4 1 2 5 1 2

IV

1 1

/15 2 1 2 3 4 5

3 1 4 1 5 ^{1 2}

6 1 2 3 4 5

V 3 1 2 3 4 5 6 /6 TOTAL : .../60

NOTE : .../20