Correction du devoir de Sciences Physiques – 2^{nde - réfraction et spectre}

 

 

Exercice 1 :

1) Le gaz coloré absorbe une partie de la lumière blanche, la lumière transmise est colorée.

On obtient un spectre d'absorption de raies.

 

 

 

   

                

Si on mélange les lumières L1 et L2, on obtient la lumière blanche complète.

 

3) Le domaine de longueur d'onde λ pour la lumière visible va de 400 nm à 800 nm.

Les rayons ultraviolets ont une longueur d'onde inférieure à 400 nm. Les rayons infrarouges ont une longueur d'onde supérieure à 800 nm.

Exercice 2 :

1) Schéma

2) Le signal vers le haut parcourt une distance 2 d₁.

2 d₁ = v . t₁  ;  d₁ = v . t₁ / 2 = 1500 x 0,200 / 2 = 150 m

La profondeur du sous-marin est de 150 m.

Le signal vers le bas parcourt une distance 2 d₂.

2 d₂ = v . t₂  ;  d₂ = v . t₂ / 2 = 1500 x 0,120 / 2 = 90 m

La profondeur de l'eau est de 240 m.  (150 + 90)

 

 

 

Exercice 3 :

1) Le plan d'incidence est un plan perpendiculaire à la surface de séparation des 2 milieux, contenant le rayon incident.

1^ère loi de Descartes : Le rayon réfracté est dans le plan d'incidence.

2) n₁ . sin i₁ = n₂ . sin i₂   ;  . sin i₂ = n₁ . sin i₁ / n₂ = 1,5 x sin 60° / 2,42

sin i₂ = 0,54 ;   i₂ = sin^-1(0,54) = 32,5°

D'après le schéma, i'₂ = i₂ car ce sont des angles alternes internes.

2^ème réfraction :   n₂ . sin i'₂ = n₃ . sin i₃   ;  . sin i₃ = n₂ . sin i'₂ / n₃

sin i₃ = 2,42 x sin 32,5° / 1 = 1,3.   C'est impossible. Il n'y a donc pas de réfraction possible.

 

Exercice 4

Equation chimique		4  Fe(s)     +     3 O2 (g)     ➔    2 Fe2O3 (s)
Etat	Avancement	n en mol
initial	0	0,42	0,33	0
en cours	x	0,42 – 4 x	0,33 – 3 x	2 x
final	xmax	0,42 – 4 xmax	0,33 – 3 xmax	2 xmax

 

Si Fe est le réactif limitant, n(Fe)_f = 0 = 0,42 – 4 x_max   ;  x_max = 0,42 / 4 = 0,105 mol

Si O₂ est le réactif limitant, n(O₂)_f = 0 = 0,33 – 3 x_max   ;  x_max = 0,33 / 3 = 0,11 mol

0,105 < 0,11. Fe est donc le réactif limitant et x_max = 0,105 mol

 

M(Fe₂O₃) = 2 M(Fe) + 3 M(O) = 2 x55,8 + 3 x 16 = 160 g.mol^-1

m(Fe₂O₃) = n . M = 2 x_max . M = 2 x 0,105 x 160 = 33,6 g

 

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