corrige bac a 2012 - Exercices corriges

CORRIGE BAC A 2012 Exercice I :
1°/ Calcul de la masse de la corde m : L= 2m ;F= 4N ; N = 50Hz ; V=
5m.s-1
[pic]
AN :
[pic]
2°/ Définition de la longueur d'onde ? :
C'est la distance parcourue par l'onde pendant une période T
Calcul de la longueur d' onde ? : [pic]
3°/ a) Equation horaire du mouvement du point O.
[pic]
A t=0s ; [pic]
Le point 0 part de sa position d'équilibre en allant dans le sens positif
des élongations ,donc [pic]
b) Equation horaire du mouvement d'un point M de la corde situé à la
distance x= 25cm du point O :
[pic]
c) [pic]O et M sont en opposition de phase
4°/ Aspect de la corde à l'instant t = 4,5.10-2s :
[pic])
[pic]
Calcul du nombre de période n : x =V.T = 5.4,5.10-3 = 22,5. 10-2 m = 225mm
x = V.T= n. ? [pic]
Exercice II
1°/ Schéma du dispositif interférentiel : 2°/ a) Sur l'écran (E),on observe des raies équidistantes alternativement
brillantes et sombres.
b) La lumière est de nature ondulatoire
3°/ La distance entre les milieux de la 3ème frange brillante située d'un
côté de la frange centrale et de la 3ème frange obscure située de l'autre
côté de la frange centrale est de d= 2,2 mm
a) Calcul de l'interfrange i :
3ème frange brillante : x1= 3.i
3ème frange obscure : x2=(2k+1)i/2= (2.2+1)i/2=5/2 .i d= x1+x2 =2,2 =3.i+5/2 .i = 5,5 i i= 2,2/5,5 = 0,4 mm i = 0,4 mm b) Valeur de la longueur d'onde ? de la radiation utilisée : [pic] [pic] 4°/ Distance entre la frange centrale et la 1ère coïncidence des franges
brillantes :
X1=X2
k1i1= k2i2
[pic] La 1ère coïncidence a lieu à la 3ème frange brillante de la
radiation de longueur d'onde ?1=0,4?m et la 2ème frange brillante de la
radiation de longueur d'onde ?2=0,6?m.
D'où : X1= 3*0,4=1,2mm
X2=2*0,6= 1,2mm La distance entre la frange centrale
brillante et la première coïncidence est donc X=1,2mm Exercice III La cathode est éclairée par 2 radiations ?1=0,40?m et ?2=0,70?m. ?0
=6.1014Hz est la fréquence seuil du métal.
1°/ a) La fréquence seuil photoélectrique, c'est la fréquence minimale que
doit posséder le photon pour pouvoir expulser un électron du métal.
c) La nature de la lumière est corpusculaire dans le phénomène d'effet
photoélectrique.
2°/ a) Calcul de l'énergie d'extraction d'un électron du métal : [pic] b) C'est la radiation de longueur d'onde ?1 car ?0=
c/?0=3.108/6.1014=0,5.10-6m= 0,5?m [pic]
3°/ Calcul de la vitesse maximale d'un électron à la sortie de la cathode
de la cellule :
[pic]
[pic] 4°/ Calcul du potentiel d'arrêt :
[pic] -----------------------
[pic] [pic]