jeudi 7 mai 2015

Sujet type 17 Physiques - Baccalauréat Francophone série A

Exercice I:
Une lame vibrante munie de deux  pointes détermines ; à partir de deux points S1 et S2 de la surface libre d‘un liquide au repos, des ondes  transversales sinusoïdales d’amplitudes a=3mm et de fréquence = 50Hz
1) Quel phénomène physique se produit-t-il à la surface libre de liquide ?
Qu’observe-t-on à la surface libre du liquide ?
2) La distance parcourue par l’onde pendant une période est égale à 5mm.
a) Calculer la vitesse de propagation des ondes.
b) Déterminer l’état vibratoire du point M de la surface libre du liquide tel que :
S1 M= d1 3cm ET S2M = 2cm.
Pour A2 seulement:
3) Déterminer le nombre et les positions par apport à S1 des points immobiles sur le segment
S1 S2
On done: S1 S2 = d = 1, 4 cm
Exercice II
On réalise une expérience   d’interférence lumineuse avec un biprisme de Fresnel d’indice de réfraction n =1,5 et d’angle au sommet   très petit.
La fente source S se trouve à la distance d1 =60cm du biprisme.la distance entre les images virtuelles S1 et S2 de la source S et a =S1 S2  = 2mm. L’écran d’observation (E)  est placé parallèlement au plan des images virtuelles S1 et S2 à la distance d2 du biprisme.
1) Faites le schéma du dispositif interférentiel, tracer la marche des rayons lumineux  et préciser le champ  d’interférence.
2) Calculer, un radian l’angle  du biprisme.
3) La longueur d’onde de la radiation utilisé est  λ = 0,60μm  on constante que la distance entre le deuxième frange  brillante située d’un cote de la frange centrale et la troisième frange obscure située de l’autre cote de la frange centrale est  d = 2,7m.
a) Calculer l’interfrange
b) Calculer la distance d2 entre le biprisme et l’écran (E)
Pour A2 seulement:
4) Le biprisme est maintenant éclairé par deux radiations de longueur d’onde respectives
λ = 0,60μm et  λ’= 0,48μm.
A quelle distance de la frange centrale se trouve la première coïncidence des franges brillantes des deux radiations ?

Exercice III
On dispose de trois cellules photoélectriques. Cathodes sont  respectivement  recouvertes de césium, de calcium et de zinc. Le tableau suivant donne la longueur d’onde seuil  λo  de ces trois métaux :
Métal
Césium
Calcium
Zinc
λ(μm)
0,66
 0,45
0,37

1) Qu’appelle-t-on longueur  d’onde seuil de métal ?
2) Les trois métaux sont éclairés successivement par une lumière monochromatique de longueur d’onde λ = 0,50μm. Calculer en joule et en électron-voit, l’énergie d’un photon de cette radiation.
3) a) Avec  lequel de ces trois métaux obtient-on l’effet photoélectrique ? justifier la réponse.
b) Calculer, en joule, l’énergie  cinétique maximale d’un électron à la sortie du métal.
Pour A2 seulement  
4) Calculer le potentiel d’arrêt.
On donne:
Constante de Planck : h= 6,62. 10-34 J. s
Charge de l’électron : q= - e = - 1,6. 10-19 C
Célérité de la lumière dans le vide: c= 3. 108 m. s-1
1 μm = 106 m