Transcript Devoir Surveillé 2

Vendredi 17 octobre 2014
Nom :
Devoir surveillé n°2
Prénom :
Classe :
Les exercices peuvent être traités dans n’importe quel ordre, par contre les questions d’un même
exercice doivent être rédigées dans l’ordre.
Les compétences à mobiliser (Communiquer, S’approprier, Analyser, Réaliser, Valider et Connaître) sont
indiquées dans l’énoncé.
COMMUNIQUER (1,5 Points)
L’évaluation tiendra compte de la qualité de la rédaction, de la présentation et de la rigueur. Toute
réponse doit être justifiée de manière claire et explicite.
Cette compétence est évaluée tout au long du devoir. Elle compte pour 1,5 points.
EXERCICE 1
Dimensions de l'atome (2,5 points)
Si l'on représentait le noyau d'un atome d’hydrogène par une tête
d'épingle de diamètre 1 mm, l'atome aurait, à la même échelle, un
diamètre de 100 m, soit environ celui des arènes de Nîmes.
RÉALISER
1. Sachant qu’un atome d'hydrogène a un diamètre de l'ordre de
1 x 10-10 m. Calculer le diamètre approximatif de son noyau.
VALIDER
2. Pourquoi les résultats précédents permettent d’affirmer : « Le remplissage de l'espace par la matière
est essentiellement lacunaire » ?
EXERCICE 2
Carbone et histoire des arts (5 points)
Le carbone possède un isotope, appelé carbone 14 (ce qui signifie que A = 14), qui s'incorpore
naturellement aux organismes biologiques (plantes, animaux) tant qu'ils sont en vie. Après la mort de
l'organisme, cet isotope disparaît lentement avec une vitesse précisément connue. La mesure de la
quantité restante de cet isotope permet de dater la mort du système biologique.
Quand il s'agit du bois avec lequel les hommes des cavernes ont fait du charbon de bois utilisé pour les
peintures rupestres, alors la datation de celles-ci devient possible.
CONNAÎTRE
3. Rappelez la définition de deux atomes isotopes.
S’APPROPRIER
4. Le numéro atomique du carbone est Z = 6. Quel est le symbole (notation
carbone 14 ?
A
Z
X ) du noyau de
ANALYSER
5. Quelle est la composition d’un atome de carbone 14 ? Vous préciserez le nom des particules
considérées, leur nombre ainsi que l’endroit où elles se trouvent.
RÉALISER
La courbe du pourcentage de carbone 14 restant dans un organisme, en fonction du temps écoulé
depuis sa mort, est donnée sur la figure suivante :
En utilisant ce graphique et en faisant figurer les constructions effectuées, répondre aux questions
suivantes :
6. Quel âge aurait une peinture pour laquelle la moitié des atomes de carbone 14 ont disparu ?
7. Quel âge aurait une peinture pour laquelle 90% ont disparu ?
VALIDER
8. Pourquoi la datation par cette méthode, des fresques de la grotte Chauvet vieilles de 31000 ans, estelle approximative ?
EXERCICE 3
Connaissez-vous votre cours ? (2 points)
Pour chacune des 4 questions suivantes, une seule proposition est exacte.
Sur ce sujet, cocher la réponse exacte :
0,5 point par bonne réponse, 0 point si pas de réponse,
Aucune justification n’est demandée.
- 0,5 si réponse fausse.
9. Lorsque la température d’un corps augmente, le spectre de la lumière émise par ce corps chaud :
s’enrichit en radiations violettes
devient un spectre de raies
s’enrichit en radiations rouges
ne contient plus de radiations rouges
10. Une lampe spectrale contient uniquement de la vapeur de sodium. La lampe est alimentée par un
générateur électrique adapté.
La lumière émise ne contient que les radiations caractéristiques du sodium.
La lumière émise contient toutes les radiations de la lumière blanche
Le spectre de la lumière est un spectre continu d’origine thermique.
Le spectre présente les raies d’absorption du sodium sur un fond continu.
11. Le fond continu du spectre d’une étoile donne des renseignements sur :
la composition chimique de son atmosphère
la température de sa surface
la taille de cette étoile
12. Les raies sombres du spectre d’une étoile sont dues à :
la présence de certains gaz dans son atmosphère
l’absence de certains gaz dans son atmosphère
l’absence de certains gaz dans sa photosphère
EXERCICE 4
Les spectres (4 points)
Le spectre d'une ampoule à filament utilisée pour l'éclairage est projeté sur un écran grâce à un
dispositif décomposant la lumière :
CONNAÎTRE
13. Nommer les différents éléments à du montage de la figure précédente.
ANALYSER
14. Comment qualifier le spectre obtenu ?
15. On modifie le dispositif expérimental précédent en ajoutant une ampoule contenant un gaz entre
les éléments 2 et 3.
Comment le spectre est-il modifié ? Comment appelle-t-on le spectre obtenu ?
EXERCICE 5
L’énigme du jour (5 points)
ANALYSER
16. Ce patient utilise ses notions acquises sur la
lumière en classe de seconde. Expliquez
pourquoi sa réflexion fait référence à la notion
« voir loin, c’est voir dans le passé ».
RÉALISER
On suppose que les mains de ce patient sont situées à d1 = 50 cm de son œil et que ses pieds sont
situés à d2 = 1,80 m de son œil.
17. Calculer la durée mise par la lumière pour parvenir de son pied jusqu’à son œil.
Calculer la durée mise par la lumière pour parvenir de sa main jusqu’à son œil.
VALIDER
L’œil humain ne peut pas différencier deux informations lumineuses lorsque celles-ci sont séparées de
moins de 0,10 s.
18. Ce patient voit-il ses pieds en premier ? ses mains en premier ? ou ses pieds et ses mains
simultanément ? Conclure sur la validité de la réflexion de ce patient.
Bon courage !!!