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I. Les ondes électromagnétiques (6 points) 1. Nature de la lumière
1.1. Le phénomène observé est la diffraction.
1.2. Un laser émet une lumière visible monochromatique.
1.3. La propriété de la lumière mise en évidence est la propriété ondulatoire.
2. Détermination de la longueur d’onde
2.1. Les données accessibles sur la figure sont , d, X et a. Dans le triangle rectangle visible entre la fente et l’écran on a la relation : tan θ = θ = car est très petit (θ en radians).
2.2. On a donc, d’après la formule précédente : θ = = 2,810 -3 rad
a (m) 0,000 15 0,000 20 0,000 25 0,000 30 0,000 35 0,000 40 0,000 45 (m -1) 6.67 103 5.00 103 4.00 103 3.33 103 2.86 103 2.50 103 2.22 103
X (cm) 1,8 1,4 1,1 0,88 0,78 0,67 0,59
(rad) 4,5 10-3 3,5 10-3 2,8 10-3 2,2 10-3 1,9 10-3 1,7 10-3 1,5 10-3 2.3. La variable inva dans Regressi désigne 1/a.
2.4. En modélisant par une droite linéaire, du type θ = k 1/a, on obtient k = 682 10-9 m = 682 nm
2.5. θ = donc de la forme θ = k . La longueur d’onde du laser est donc = k = 682 nm.
2.6. D’après la question 2.1. θ = et θ = = car a = d pour cette expérience.
On obtient alors = soit d = ; d = = 1,65 10-4 m = 165 µm.
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θ (mrad)
II. Interférences (6 points)
1) Energie d’un photon : E = h = ; E = = 3,15 10-19 J
2) On utilise une même source de lumière pour éclairer les deux fentes pour avoir deux sources de lumière cohérentes.
3) Avec l’échelle proposée sur la figure agrandie des interférences, on mesure que : 85 mm sur le schéma représente 7 i en réalité
34 mm sur le schéma représente 4 mm en réalité soit 7 i 34 = 4 85 donc i = = 1,4 mm 4) La différence de marche pour un point M de l’écran est définie mathématiquement par = 5) = = 0,000 001 580 m = 1 580 nm
= = 2,5 ; On voit que la différence de marche en ce point est telle que = (k + ) avec k (ici k = 2) Donc les interférences sont destructives en M.
6) En x = 0, donc au centre de l’écran, les interférences sont constructives. Ainsi, en tout point situé à une distance multiple entier de i on observera aussi des interférences constructives.
= = 3 Donc, comme l’abscisse x = 4,2 mm est bien un multiple entier de i, on y observe des interférences constructives.
7) La figure d’interférence en lumière polychromatique présente des irisations.
8) Il faut faire deux trous circulaires de diamètre proche ou inférieur à la longueur d’onde du laser incident.
III. Laques industrielles (4 points)
1) La formule brute de cette molécule est C6H12O2. 2) La formule topologique est ci-contre.
3) Cette molécule appartient à la famille des esters.
4) M= 6 M(C) + 12 M(H) + 2 M(O) = 6 12,0 + 12 1,00 + 2 16,0 M = 116 g.mol-1
5) Une mole de cette molécule renferme 2 16,0 = 32,0 g d'oxygène, donc le pourcentage massique P en oxygène vaut : P = 100 = 27,6 %.
6) Proposition d'un spectre RMN :
IV. Nomenclature (2 points)
Molécule A : éthanoate de propyle ; Molécule B : (E)- pent-2-ène ;
Molécule C : 2,4,4-pentan-2-ol ; Molécule D : 3-méthylbutan-2-one
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O
O
V. Cire d’abeille (2 points)
1) La grandeur placée sur l’axe horizontal gradué en cm-1 est le nombre d’ondes = 1/
2) Si = alors = ; = = 3,3 10-4 cm = 3,3 10-6 m = 3,3 103 nm.
3) Si l'ester est hydrolysé, on devrait obtenir un acide carboxylique et un alcool. Or ces deux types de molécules présentent une liaison O - H. D'après le tableau 2, on devrait alors voir un pic vers 3600 cm-1, or il n'y a aucun pic après 3000 cm-1. On en déduit donc que l'ester n'a pas été hydrolysé et que la hache a été conservée en milieu sec.
I
1.1
1/18 1.2
11.3
12.1
1 22.2
12.3
1 2 32.4
1 2 CHS-U-CV2.5
1 2 3 CHS-U-CV2.6
1 2 3 4 CHS-U-CVII
1
1 2 3 4 CHS-U-CV/18
2
13
1 2 3 4 CHS-U-CV4
15
1 26
1 2 37
1 28
1III
1
1/12
2
13
14
15
1 26
1 2 3 4 5 6IV
1 2 3 4 5 6/6
V
1
1/6
2
1 2 3 CHS-U-CV3
1 2Total : …. / 60 NOTE (Total/3 arrondi à 0,5 point) : ……. /20
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