Devoir surveillé n"5 - Physique

lnd* - Thème n" 2: L'Univers - Durée:1h

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periodes

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Exercice 1 : La fotmule chimique du chlorure de béryllium (7 pts)

Données :Masse d'un proton (et d'un neutron) i ffip = mn= 1.,7 x 10'27 kg

Masse d'un électron : me- = 9,1 x 10-31 kg

Charge éiémentate : *e =1,6 x 10-1eC

I - IJn halogène : le chlore (Z=17 et A=35)

1. a) Donnez l'écriture symboJique du noyau de I'atome de chlore. Quel nom donne-t-on à la letae Z ?

b; Détermrnez la composition du no)iau de i'atome de chlore, en ptécisant 1e nombre de chacune des particules.

2. a) Détermtnez la charge totale du nolrau de I'atome de chlore (en coulomb). Expliquez la réponse.

b) Dérermrnez la charge totale de l'atome de cblore (en coulomb). Expliquez la réponse.

3. a) Donnez la structute électtonique de l'atome de chlore.

b) Combien possède-t-il d'électrons sur sa couche externe ?

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,._,. .. ,,,,,: i 4. Sous quelle forme stable, trouve-t*on'l'élément chlore, dans la nature ? Expliquez votre téponse.

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II - IJn alcalino-terreux : le béryllium (Z=4 et A=9)

5. a) Dessiner schémariquement un alome de bérvliium. en

indiquant à I'aide .d'une légende la nahrre des particulesprésentes dans I'atome.b) Après avoir rappelé la définition de deux isotopes,donnez la notation symbolique de deux isotopes dubéryllium.

b) Après avoir donné sa structute électronique, ptécisezsous quelle forme stabie se trouve l'élément béryllium dans

ia nature ? ExpJiquez ciairement votre réponse.

III - Quelle molécule ?: devinez quelle est Ia formule chimique du chlorute de bélvllium : la molécule qu'rl se formeenffe les éléments chlore (Cl) et bérylJrum (Be) (vous pouvez utili5s1 plusieurs âtomes du même élément)

Exercice 2 : Cinq lumiètes mystérieuses... (6 pts)

Nous disposons de cinq lumières d'origines inconnues et nous souhaitons déterminer d'où elles proviennent. Pour cela,

nous avons fait passer ces lumières à travets un prisme, ce qui nous a permis d'obtenir les cinq spectres lumineuxcorrespondants à chacune d'elles (1è* colonne du tableau ci-dessous).

1. Précisez pour chacun des spectres (dans les deux premières colonnes du tableau ci-dessus) :

a) le flpe de spectre (émission ou d'absorption)b) la nature du corps qui émet ou absorbe la lumière (soiide, liquide ou gaz)

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2. a) L'un des spectres du tableau ci-dessus est-il celui d'une lumièremonochromauque ? ExpJiquez votre réponse (et si oui, précisezlequel?)

b) Dessinet le montage petmettant d'obtenir le spectre no3, en

précisant le nom des diffétents éIéments du montage.3. Des astroohvsiciens ont obtenu Ie orolLl soeclral de la lumière

IJ

émise par l'étoile Sinus. Ce prof,rl spectral (rntensité de la lumière en

fonction de ia longueut d'onde) est représenté sur Ie graphique ci-contTe.

a) D'après l'allure du prohi spectral de Sirius, de quel spectre

(parmi les cinq spectres de la page précédente), est-il le plus proche ?

Expliquez clairement votre réponse.b) A quoi correspondent Ies pics vers le bas ? Sur quoi nous

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c) Lorsqu'elle va vieillir, cette étoi-le va refroidir. Expliquez conunent va être modifié son profil specttal ? (vous pouvez

dessiner schématiquement le nouveau profil spectral sur la figure ci-dessus)

Exercice 3 : Enquête au laboratoire (4 pts)

f intetface et la

Lydie et WilLiam disposent de deux flacons A et B dont l'étiquette a été perdue : l'un contient de

l'éthanol, d'indice de réfraction fl" = 1,37, et I'autre du cyclohexane, d'indice de réftaction nc = 1.,43.

Pour les identifiel, rls décident de verser du liquide A dans un récipient et d'observerla ftfuacaon d'un

faisceau laser (arrivant sut I'eau avec un angle d'incidence it égal à 40,0')'

1. Complétez ie schéma de I'expérience ci-dessous en indiquant : le rayon incident, i'angle d'incjdence ir,

normale (ne pas dessiner le rayon réftzcté).

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2.L'anglede réfractron izobservé dans ie matériau a pour valeur iz=28,0t et I'rndice de réfraction de 1'ù est nair = 1,00. Enutilisant 12 )ème loi de Descartes, déterminez l'expression littétale de f indice na du liquide A en fonction de n;,, ir et iz.

-

3. Donnez la valeur numérique de f indice na (respecter le nombre de chiffres significatifs) et en déduire la nature du

liquide A.i

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Exercice 4 : Qui suis-ie ? (3 pts)

Je suis un atome ; mon noyau possède une charge éga\e à Q,oy = 1,44 x 10-18 C et la masse de mon noyau est égale à m.o,

-- 3,23 x 10-26 kg.

1. a) Combien y a-t-il de protons dans mon noyau ? (en détaillant le calcul)

b) En déduire quel est mon nom puis citer un élément ayant les mêmes ptopriétés chimiques que moi.

(bonus) 2.Donnez la composition de mon noyau (en détaillant le calcul).

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