Enoncé Physique série A 2000
BACCALAUREAT DE L’ENSEIGNEMENT GENERAL – MADAGASCAR
Série : A - SESSION 2000 – Obligatoire
Epreuve de : Sciences Physiques
Durée : 2 heures 15 minutes
EXERCICE N° 1 : (7points)
Une lame vibrante provoque à l’extrémité A d’une corde élastique, de longueur L = 3m et de masse m = 90g, un mouvement vibratoire sinusoïdal transversal qui se propage le long de la corde.
La corde est tendue horizontalement par une force d’intensité F = 0,75 N. On néglige l’amortissement et la réflexion des ondes aux extrémités de la corde.
La courbe suivante représente la variation de l’élongation YA du point A en fonction du temps t.
1°-Calculer la célérité de propagation des ondes le long de la corde. ( 1;0,5)
2°-a) Déduire de cette courbe les valeurs de la période T et de la fréquence N
du mouvement de A. ( 2; 1)
b) Ecrire l’équation horaire du mouvement de A. ( 1; 1)
c) Définir et calculer la longueur d’onde . ( 1;0,5)
3°-Ecrire l’équation horaire du mouvement d’un point M de la corde tel que AM = x.
Application numérique : x = 1,35m
Comparer les mouvements de A et de M.
Pour A2 seulement :
4°-Déterminé le nombre des points vibrant en opposition de phase avec M par rapport à A. ( 0; 2)
EXERCICE 2 : (7points)
1°-Dans quel domaine se situent les longueurs d’ondes des radiations visibles. (0,5;0,5)
2°-On réalise l’expérience d’interférences lumineuses avec les fentes d’YOUNG. On éclaire
les fentes F1 et F2 par une radiation monochromatique F de longueur d’onde 
= 0,6µm.
Un écran d’observation (E) est placé à la distance D du plan des fentes F1 et F2.
La distance entre la frange centrale et la 6ème frange brillante est de 0,6mm.
a) Faire le schéma du dispositif expérimental en indiquant clairement
le champ d’interférence. (1,5; 1)
b) Qu’observe-t-on sur l’écran E ? (0,5;0,5)
c) Quelle est la nature de la lumière ? ( 1; 1)
3°-a) Définir et calculer l’interfrange i. (1,5; 1)
b) Calculer la distance D entre les fentes F1 et F2 et l’écran (E) sachant que a = F1F2 = 1cm. ( 2; 1)
Pour A2 seulement :
4°-On remplace la source par une autre qui émet deux radiations de longueurs d’ondes 1 = 0,4µm
et 2 = 0,6µm.
Calculer la distance entre la première et la deuxième coïncidence des franges brillantes. (0; 2)
EXERCICE N° 3 : (6points)
Une surface métallique est éclairée par la lumière U.V de longueur d’onde = 0,15µm.
Elle émet des électrons dont l’énergie cinétique maximale est égale à 4,85 eV.
1° - Calculer l’énergie transportée par un photon de cette radiation en J puis en eV. ( 2;1,5)
2° - Définir et calculer l’énergie d’extraction pour ce métal. (2; 2)
3° -a)Calculer la longueur d’onde seuil 0. (1; 1)
b) Quelle est la nature de ce métal ? (1;0,5)
Pour A2 seulement :
4° - Quelle est la tension nécessaire pour arrêter cette émission ? ( 0;1)
On donne :
- Charge d’un électron : q = - e = -1,6 . 10-19 c
- Masse d’un électron : m = 9,1 . 10-31 kg
- Constante de Planck : h = 6,62 .10-34 JS
- Célérité de la lumière dans le vide : c = 3 . 108 ms-1
1 eV = 1,6 . 10-19J
|
M E T A L |
Longueur d’onde seuil l0 (µm) |
|
Zn |
0,35 |
|
Al |
0,36 |
|
Na |
0,50 |
|
K |
0,55 |
|
Sr |
0,60 |
|
Cs |
0,66 |