Sciences Physiques

PC A 2008

BACCALAUREAT DE L’ENSEIGNEMENT GENERAL – MADAGASCAR

Série : A -  SESSION 2008

 

Epreuve de : Sciences Physiques

Durée : 2 heures  15 minutes 

 

 

Exercice 1      (6 points)

 

Une lame vibrante munie de deux pointes détermine, à partir de deux points S1 et S2 de la surface libre d’un liquide au repos, des ondes transversales sinusoïdales d’amplitude a = 3 mm et de fréquence

N = 50 Hz.

1)      a) Quel phénomène physique se produit-il à la surface libre du liquide ?                               (1,0 ; 1,0)

         b) Qu’observe-t-on à la surface libre du liquide ?                                                                                                                                               (1,0  ;  1,0)

2)      La distance parcourue par l’onde pendant une période est égale à 5 mm.

         a) Calculer la vitesse de propagation des ondes.                                                                                                                                               (2,0 ;  1,0)

         b) Déterminer l’état vibratoire du point M de la surface libre du liquide tel que :

                  S1M = d1 = 3 cm  et  S2M = d2 = 2 cm.                                                                                                                                               (2,0 ;  1,5)

 

POUR A2 SEULEMENT

3)      Déterminer le nombre et les positions par rapport à S1 des points immobiles sur le segment [S1S2].                                                                                                                                                        (0,0 ; 1,5)

On donne : S1S2 = d = 1,4 cm.

 

Exercice 2      (7 points)

 

On réalise une expérience d’interférences lumineuses 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 = 60 cm du biprisme. La distance entre les images virtuelles S1 et S2 de la source S est a = S1S= 2 mm. L’écran d’observation (E) est placé parallèlement au plan des images virtuelles S1 et S2 à la distance d2 du biprisme.

1)      Faire le schéma du dispositif interférentiel, tracer la marche des rayons lumineux et préciser le champ d’interférence.                                                                                                                                                        (2,0 ;  1,5)

2)      Calculer, en radian, l’angle  du biprisme.                                                                                                                                                        (1,5 ;  1,0)

3)      La longueur d’onde de la radiation utilisée est l = 0,60 µm. On constate que la distance entre la deuxième frange brillante située d’un côté de la frange centrale et la troisième frange obscure située de l’autre côté de la frange centrale est d = 2,7 mm.

a) Calculer l’interfrange.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           (1,5 ;  1,0)

b) Calculer la distance d2 entre le biprisme et l’écran (E).                                                     (2,0 ;  1,5)

 

POUR A2 SEULEMENT

4)      Le biprisme est maintenant éclairé par deux radiations de longueurs d’onde respectives  l = 0,60 µm et  l =  0,48 µm.

A quelle distance de la frange centrale se trouve la première coïncidence des franges brillantes des deux radiations ?                                                                                                                                                        (0,0 ;  2,0)

 

Exercice 3      (7 points)

 

On dispose de trois cellules photoélectriques. Les cathodes sont respectivement recouvertes de césium, de calcium et de zinc. Le tableau suivant donne les longueurs d’onde seuil  l0 de ces trois métaux :

 

Métal

Césium

Calcium

Zinc

l0(µm)

0,66

0,45

0,37

 

1)      Qu’appelle-t-on longueur d’onde seuil d’un métal ?                                                                                                                                                        (1,0 ;  1,0)

2)      Les trois métaux sont éclairés successivement par une lumière monochromatique de longueur d’onde  l  = 0,50 µm. Calculer, en joule et en électron-volt, l’énergie d’un photon de cette radiation.                                                                                                                                                        (2,0 ;  1,5)

3)      a) Avec lequel de ces trois métaux obtient-on l’effet photoélectrique ? Justifier la réponse.           (2,0 ;  1,5)

         b) Calculer, en joule, l’énergie cinétique maximale d’un électron à la sortie du métal                   (2,0 ;  1,5) 

 

POUR A2 SEULEMENT

 

4)      Calculer le potentiel d’arrêt.                                                                                                                                                        (0,0 ;  1,5)                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

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 = 10–6 m


Last modified: Thursday, 28 January 2016, 8:56 AM
Skip Annales du Bacc

Annales du Bacc

Skip Nouvelle version

Nouvelle version