Correction DS n°4
Cours (4 points) :
1. Expliquer en quelques lignes le principe d'un mirage en utilisant le vocabulaire approprié.(1 point)
Un mirage est un effet d'optique du à la réfraction de la lumière du ciel vers l'œil. Cette réfraction a lieu lorsque la lumière passe de l'air ambiant à un air plus chaud car leur indice de réfraction est différent.
2. Quelles sont les deux objets utilisés pour décomposer la lumière d'une source lumineuse ? (0,5 point)
On peut décomposer la lumière d'une source lumineuse avec un prisme et réseau 3. Compléter le schéma ci contre (1 point)
4. Quelles informations peut-on obtenir de la lumière provenant d'une étoile ? (1 point) Sur sa température de surface et la composition de son atmosphère.
5. Comment s'appelle le télescope spatial mis en orbite autour de la terre ? (bonus 0,5 point) Hubble
6. Quelles sont les couleurs absorbées par une solution de sulfate de cuivre ? Justifier (0,5 point)
Les couleurs absorbées sont les couleurs complémentaires de la couleur de la solution. La solution de sulfate de cuivre absorbe le rouge et le orange.
Conversion 1 (4,5 points) :
1. Convertir en m et écrire le résultat en notation scientifique des dimensions suivantes
Longueur Longueur en m Ordre de grandeur
0,45 mm 4,5.10-4 10-4
0,0087 nm 8,7.10-12 10-11
34 µm 3,4.10-5 10-5
5,8.10-5 nm 5,8.10-14 10-13
8,7.106 µm 8,7 10
1,23.10-3 km 1,23 1
546 pm 5,46.10-10 10-9
2. Donner l’ordre de grandeur de ces longueurs
Conversion 2 (2,5 points) :
Convertir dans l'unité demandé et écrire le résultat en notation scientifique : 0,45 m = 4,5.102 mm 0,0087 m = 8,7.103 µm 34 m = 3,4.10-2 km
5,8.10-5 m = 5,8.104 nm 8,7.109 µm = 8,7 km
Rayon incident
Normale
Angle d'incidence Surface de
séparation Angle de réfraction
Rayon réfracté
Exercice 1 (3 points) :
On donne les spectres de deux éléments, le titane et le nickel, ainsi que le spectre d'une étoile. Ces spectres
ont été réalisés dans les mêmes conditions et les réglages du spectroscope étaient les mêmes.
1. Quel nom donne-t-on aux spectres des deux éléments ? (1 point)
Le spectre du titane et du nickel sont des spectre de raies d'émission.
2. La comparaison du spectre de l'étoile et des spectres de chaque élément permet de faire une affirmation relative à la composition chimique d'une certaine partie de l'étoile. Laquelle? Justifier la réponse. (2 points)
La lumière produite par le cœur de l'étoile traverse l'atmosphère de l'étoile (appelé chromosphère) avant de nous parvenir. Les éléments chimiques présents dans la chromosphère absorbent certaines radiations d'où la présence de raies noires dans le spectre de l'étoile.
Exercice 2 (1 point) :
On donne les spectres obtenus en prenant comme source lumineuse une lampe à filament. Préciser le spectre correspondant à la lampe
la plus chaude.
la plus froide.
Justifier.
Le spectre d'une étoile chaude contient plus de radiations bleues violettes que le spectre d'une étoile froide. Donc
le spectre 3 correspond à une étoile plus chaude que l'étoile du spectre 2
l'étoile du spectre 2 est plus chaude que l'étoile du spectre 1
Exercice 3 (3 points) :
Un faisceau laser est dirigé vers un bécher contenant de l'eau sucré avec un angle d'incidence de 30,0°. L'angle de réfraction mesuré est 21,2°.
1. Indiquez sur le schéma où se situe les angles 30° et 21,2°. (1 point)
2. En déduire la valeur de l'indice de réfraction de l'eau sucrée. (2 points) Donnée : indice de réfraction de l'air nair = 1,00
Spectre 1
Spectre 2 Spectre 3
Eau sucrée
30°
21,2°
D'après la loi de Snell Descartes :
On connait ; ; ; on cherche
L'indice de réfraction de l'eau est 1,38
Exercice 4 (2 points) :
Lors d'une expérience de réfraction un faisceau lumineux monochromatique passe du milieu air au milieu eau. L'angle d'incidence est 40°. A l'aide des indices de réfraction déterminer l'angle de réfraction. (2 points) Données : indice de réfraction de l'air nair = 1,00
indice de réfraction de l'eau neau = 1,33
D'après la loi de Snell Descartes :
On connait ; ; ; on cherche
Pour trouver on utilise la touche Asin ou sin-1 de la calculatrice : L'angle de réfraction dans l'eau est 28,9°
