Sciences Physiques

PC A 2003

BACCALAUREAT DE L’ENSEIGNEMENT GENERAL – MADAGASCAR

Série : A -  SESSION 2003

 

Epreuve de : Sciences Physiques

Durée : 2 heures  15 minutes 

 

EXERCICE 01                                   (7 points)

      Une lame vibrante, munie d’une pointe S, frappe la surface libre d’un liquide au repos.
Elle est animée d’un mouvement sinusoïdal, de fréquence N = 100 Hz et d’amplitude
a = 3 mm. Au cours de la propagation des ondes, on négligera l’amortissement et la réflexion.

1°  a) Qu’observe t-on sur la surface libre du liquide ?                                                                   

     b) Ecrire l’équation horaire du mouvement du point S sachant qu’à l’instant t = 0, S passe par sa position d’équilibre en allant dans le sens négatif des élongations.                                                              

      c) La distance entre deux crêtes consécutives est de 4 mm. En déduire la longueur

d’onde et calculer la célérité de propagation v des ondes.                                                          

 

2° a) Ecrire l’équation horaire du mouvement d’un point M de la surface libre du liquide, situé à la distance x  du point S.

 

Application numérique :         x = 16 mm.                                                                                        

a)    Représenter l’aspect de la surface libre du liquide à l’instant t = 4.10–2s.

                                                                                                                                               

POUR A2 SEULEMENT :

3° Déterminer le nombre des points qui vibrent en phase avec le point S à l’instant

t  = 4.10–2s :

-          par graphique.                                                                                                                      

-          par calcul.                                                                                                                             

 

EXERCICE 02                                            (6 points)

On réalise l’expérience d’interférences lumineuses avec les miroirs de Fresnel qui font entre eux un angle =2.10–3 rad ( angle petit). Une source S émettant une radiation monochromatique de longueur d’onde = 0,50 µm, est placée à 50 cm de l’arête commune  I de ces miroirs. Un écran d’observation (E) se trouve à  150 cm de l’arête I.

1° a) Faire le schéma du dispositif et préciser :

- la marche des rayons lumineux,

- les images S1 et S2 de la source S et  le champ d’interférence.                                                  

b) Calculer la distance a entre les deux sources images S1et S2.                                                 

2° a) Définir et calculer l’interfrange i.                                                                                             

b) A quelle distance  d de la frange centrale d’ordre zéro se trouve la 5e frange  obscure ?        

3° Calculer la largeur L du champ d’interférence.

 

POUR A2 SEULEMENT :

4° Calculer le nombre des franges brillantes observées sur l’écran d’observation (E).                 

 

EXERCICE 03                                             (07 points)

On utilise une cathode recouverte de césium pour une expérience de l’effet photoélectrique par une cellule photoémissive.

1° a) Faire le schéma du dispositif pour mettre en évidence l’effet photoélectrique.                       

     b) Définir le potentiel d’arrêt U0.                                                                                                 

     c) Quelle nature doit-on attribuer à la lumière pour interpréter l’effet photoélectrique ?           

2° Le potentiel d’arrêt vaut 2 volts. Calculer l’énergie cinétique maximale  d’un électron à la sortie de la cathode (en eV puis en joule).                                                                                                                             

3° L’énergie d’extraction d’un électron à la cathode est W0 = 1,8 eV.

a) Qu’appelle t-on énergie d’extraction d’un électron ?                                                                  

b) Déterminer l’énergie apportée par un photon incident (en eV puis en joule).                             

                                                                                                                                                         

 

POUR A2 SEULEMENT :

4° Calculer la longueur d’onde de la radiation utilisée.                                                                    

Données :

 - Constante de Planck : h = 6,62. 10–34 Js.

- Célérité de la lumière dans le vide : c = 3 . 108 ms–1.

- Charge élémentaire e = 1,6 . 10–19 C.

- 1eV = 1,6 . 10–19 J.


Last modified: Friday, 29 January 2016, 9:14 AM
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