Enoncé Physique série 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 sin100
t (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 M1 et 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)