DEVOIR DE SCIENCES PHYSIQUES n° 3

DEVOIR DE SCIENCES PHYSIQUES n° 3
Exercice n°1 :
On veut déterminer la distance d de la Terre à la Lune au moyen d'un tir
laser. La mesure de l'intervalle de temps séparant l'émission de
l'impulsion laser de sa réception est ?t=2,56s.
a). Faire un schéma propre et annoté de la situation en y faisant figurer
la distance d cherchée.
b). Exprimer littéralement la distance D parcourue par l'impulsion
lumineuse entre son émission et sa réception 2,56s plus tard en fonction de
d.
c). Déterminer littéralement, puis numériquement, d en fonction de la
célérité c de la lumière et de l'intervalle de temps ?t.
d). De quelles données supplémentaires faudrait-il disposer pour connaître
la distance séparant le centre de la Terre du centre de la Lune?

Exercice n°2 :
En utilisant la notation scientifique, exprimer en mètres les longueurs
suivantes:
L1=150 Mm ; L2=6400 pm ; L3=0,400µm ;L4=0,0567 Gm
Vous donnerez le détail de vos calculs.

Exercice n°3 :
a) Définir l'année lumière. Donner en kilomètre la valeur de l'année
lumière avec trois chiffres significatifs.
b) La nébuleuse d'Orion se trouve à 1800 années lumière de la terre.
Calculer en km la distance séparant la terre et la nébuleuse d'Orion?
c) Eta Carina est une géante bleue se situant à 7,1 *1016 km de la
terre. A quelle distance se trouve-t-elle de la terre en année
lumière ?

Exercice n°4 : Le phoque à la tête coupée
Des visiteurs d'un musée océanographique regardent un phoque à travers
la vitre de l'aquarium géant. Lorsqu'ils regardent perpendiculairement par
rapport à la paroi de l'aquarium, ils voient ce qui est représenté sur la
photo 1. Lorsqu'ils se décalent sur la droite et regardent le phoque dans
la même position, ils voient ce qui est représenté sur la photo 2.
a).Représenter par une vue d'en haut les 2 situations
(aquarium=piscine rectangulaire ; phoque et observateur vu d'en
haut=cercle). Dans les 2 situations, représenter la position de l'objet en
bleu (emplacement réel). Puis tracer les rayons lumineux émis par un point
du phoque jusqu'à ce qu'il soit reçu par l'?il dans les deux cas.
Représenter la position de l'image en rouge (emplacement perçu par
l'observateur) du phoque.
b).En déduire une explication de la photo 2.
|[pic] photo1 |[pic] photo2 |


Exercice n°5 : On schématise la réfraction d'un rayon de lumière
monochromatique passant de l'air dans l'eau.
1) Compléter le schéma ci-contre en indiquant le point d'incidence, le
rayon incident, en dessinant la normale à la surface de séparation des
deux milieux et en indiquant l'angle d'incidence et l'angle de
réfraction.
2) Enoncer les deux lois de Descartes.
3) Calculer l'angle de réfraction en mesurant l'angle d'incidence, sachant
que l'indice de l'eau vaut 1,33 et que l'indice de l'air vaut 1,00.
4) Représenter sur le schéma le rayon réfracté et l'angle de réfraction.
5) Calculer la vitesse de la lumière dans l'eau à partir de son indice de
réfraction.

Exercice 6 :
On réalise l'expérience suivante : On éclaire une fente de largeur a avec
un faisceau laser.
a) Dessiner l'allure de la figure de diffraction observée sur un écran
placé derrière la fente.
b) On veut mesurer la largeur de la tâche centrale L de la figure de
diffraction. Comment est définie cette grandeur.
c) On désire déterminer l'épaisseur e d'un cheveu. Décrire rapidement le
protocole expérimental.



Plan de correction du devoir du 24 novembre 2005

|OBJECTIFS: | |
|Savoir convertir les unités |/2 |
|Savoir donner un résultat avec le bon nombre de chiffres |/1 |
|significatifs |/3 |
|Savoir faire un calcul de longueur indirecte |/2 |
|Connaître la définition de l'année lumière et sa savoir la |/2 |
|caluculer |/2 |
|Savoir utiliser l'année lumière |/2 |
|Connaître le phénomène de réfraction |/2 |
|Connaître les lois de Descartes |/2 |
|Savoir déterminer un angle de réfraction |/2 |
|Connaître la définition de l'indice de réfraction | |
|Connaître le phénomène de diffraction | |
| | |
| |/20 |
| | |
|Note globale | |
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|----------------- | |

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air

Eau