DS1

Devoir surveillé N°1. Durée 55minutes. Exercice 1 : Distances dans l’univers. 1) 2) 3)

Rappeler la définition de l’année lumière puis donner sa valeur en mètres. La galaxie d’Andromède est une galaxie spirale semblable à la voie lactée. Située à environ 2,7x1019km, elle est la galaxie la plus proche de la notre. Convertir la distance entre notre galaxie et Andromède en année lumière. Expliquer la phrase « Voir loin, c’est voir dans le passé » en l’appliquant à cette situation.

Exercice 2 : Réfraction de la lumière. Dans un laboratoire les étiquettes de deux flacons se sont décollées. Sur une étiquette, on lit : alcool isoamylique, indice de réfraction n=1,405. Sur l’autre étiquette, on lit : acide acétique pur, indice de réfraction n=1,372. Pour attribuer à chaque flacon son étiquette, le chimiste décide d’utiliser la loi de la réfraction de Descartes. Il verse un des deux liquides dans un récipient et l’éclaire avec un rayon laser. Le faisceau laser se propage dans l’air puis arrive sur la surface du liquide en faisant avec la normale un angle de 40,00°. Le rayon lumineux pénètre dans le liquide en faisant un angle de 27,94° avec la normale.

laser

Milieu 1 : air n=1,00

Milieu 2 : liquide inconnu

1) 2) 3) 4)

Recopier puis compléter le schéma de l’expérience en plaçant les angles. Légender également le schéma. Citer la loi de la réfraction de Descartes. Déterminer l’indice de réfraction du liquide et donner son nom. Quel angle aurait-on mesuré si on avait réalisé l’expérience avec l’autre liquide ?

Exercice 3 : Étude de spectres. Figure 1

Figure 2

1 2 3 1) 2)

3) 4) 5) 6)

Nommer les trois spectres du document 1. Attribuer à chaque spectre la source lumineuse possible : un morceau de métal à très haute température, une ampoule contenant un gaz chaud à basse pression, une lampe à incandescence qui éclaire une ampoule contenant un gaz à basse pression. Le premier spectre de la figure 2 représente le spectre simplifié d’une étoile. Expliquer l’origine du fond coloré et l’origine des raies noires. Parmi les gaz A, B et C de la figure 2, le(s)quel(s) peu(ven)t être présent(s) dans l’atmosphère de l’étoile. Justifier. Comment serait modifié le spectre de l’étoile si l’on observait une étoile de composition identique mais dont la température de surface serait plus faible ? Comment serait modifié le spectre de l’étoile si l’on observait une étoile contenant des éléments supplémentaires dans son atmosphère mais une température identique ?