Sciences Physiques

PC A 2005

BACCALAUREAT DE L’ENSEIGNEMENT GENERAL – MADAGASCAR

Série : A -  SESSION 2005

 

Epreuve de : Sciences Physiques

Durée : 2 heures  15 minutes 

 

EXERCICE 1                                 (6 points)                                                            

A un vibreur, on relie une fourche présentant deux pointes dont les extrémités S1 et S2 touchent la surface libre d’un liquide au repos. Les deux pointes sont ainsi animées d’un même mouvement vibratoire entretenu (même fréquence et même amplitude) tel que :  Ys1(t) = Ys2(t) = 2 x 10–3 sin100t  (m).

La célérité de propagation des ondes à la surface du liquide est   V = 40 cm.s–1.  On donne S1S2 = d = 2 cm.

1 –  Décrire le phénomène physique observé à la surface du liquide

2 –  Définir et calculer la longueur d’onde.                                                                      

3 –  Ecrire l’équation horaire du mouvement d’un point M de la surface libre du liquide situé à la distance d1 = 2,6 cm  de  S1  et  d2 = 1,8 cm de  S2 .                                                    

4 –  Déterminer l’état vibratoire d’un point P de la surface du liquide tel que : S1P = 3 cm  et  S2P = 1 cm.                                                                                                                              

 

POUR A2 SEULEMENT

5 –  Déterminer le nombre et les positions par rapport à S1 des points d’amplitude maximale sur le segment  [S1 S2 ].                                                                                                         

 

EXERCICE 2                                                (7 points)

Un dispositif de FRESNEL est constitué de deux miroirs plans M1 et M2 d’arête commune O, faisant entre eux un angle   très petit (sin   j  tan   j  en rad).

Les miroirs donnent d’une source lumineuse ponctuelle S placée à la distance d1 de O, deux images S1 et S2. Un écran E parallèle au plan des images S1 et S2 est placé à la distance d2 de l’arête O.

On pose d1 = 50 cm ;  d2 = 350 cm  et   a =  S1S2  = 2 mm.

La source  S émet une radiation monochromatique de longueur d’onde   = 0,5µm.

1 –  Faire un schéma donnant la marche des rayons lumineux à travers les deux miroirs.

Préciser le champ d’interférence.                                                                                 

2 –  Décrire le phénomène observé sur l’écran E.                                                             

3 –  Définir et calculer l’interfrange  i .                                                                                 

4 –  Calculer la distance qui sépare la 2ème frange obscure située à gauche de la frange centrale et la 3ème frange brillante située à sa droite.                                                               

 

POUR A2 SEULEMENT

5 –  Calculer la valeur de l’angle    formé par les deux miroirs  Met  M2 .                     

 

EXERCICE 3                                     (7 points)

 

La cathode d’une cellule photoémissive est éclairée par une radiation ultraviolette de longueur d’onde  = 0,2 µm. L’énergie d’extraction d’un électron de la cathode est  wO = 7,02  x 10–19 J.

1 –  Qu’appelle –t–on énergie d’extraction ?                                                                     

2 –  a)  Y a–t–il effet photoélectrique ? Justifier la réponse.                                               

b)  Si oui, expliquer brièvement le phénomène.                                                         

3 –  Calculer la vitesse maximale d’un électron à la sortie de la cathode.

 

POUR A2 SEULEMENT

4 –  Déterminer la tension –  qu’il faut appliquer entre l’anode et la cathode pour annuler le courant photoélectrique.                                                                                                            

On donne :          - Constante de Planck           :    h     =  6,6 x 10–34 J.s

- charge d’un électron       :    q     =  – e  = –1,6 x 10–19C

- masse d’un électron        :   me–  =   9,1 x 10–31 kg

- célérité de la lumière dans le vide :   c = 3 x 108 m.s–1

                         1 µm = 10–6m                      (2,0 ; 1,5)


Last modified: Friday, 29 January 2016, 9:07 AM
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