| MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE SECRETARIAT GENERAL DIRECTION GENERALE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR DIRECTION DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR Service d’Appui au Baccalauréat | BACCALAUREAT DE L’ENSEIGNEMENT GENERAL SESSION 2019 |
| A | Série Code matière | : A : 011 | Epreuve de : Durée : Coefficient : | SCIENCES PHYSIQUES 02 heures 15 minutes Obligatoire Facultatif A1 = 1 Bonification A2 = 2 Bonification |
NB : Machine à calculer non programmable autorisée.
Les trois (03) exercices sont obligatoires
SUJET
EXERCICE I (06 points) (A1 ; A2)
Une corde élastique est tendue horizontalement par une force. L’extrémité O de
la corde est animée d’un mouvement vibratoire sinusoïdal transversal d’amplitude
a = 2cm et de fréquence N = 40Hz
On néglige la réflexion et l’amortissement des ondes le long de la corde.
- a) Quel phénomène physique se produit-il le long de la corde ? (1pt ; 1pt)
b) Définir et calculer la longueur d’onde de la vibration sachant que la célérité de
propagation des ondes le long de la corde est V = 8m.s–1 (1,5pt ; 1,5pt)
- Etablir l’équation horaire du mouvement de O, sachant qu’à l’instant t = 0s, il
passe par sa position d’équilibre en allant dans le sens positif des élongations. (2pts ; 2pts)
- Comparer les mouvements de O et d’un point A de la corde telle que
OA = x = 15cm (1,5pt ; 1pt)
Pour A2 seulement :
- Déterminer le nombre et les positions des points qui vibrent en opposition de phase
par rapport à O sur le segment [OB] de longueur l = 52cm. B étant un autre point de
la corde. (0pt ; 1pt)
EXERCICE II (07 point)
On réalise une expérience d’interférences lumineuses avec le dispositif des fentes
d’Young. Les deux fentes F1 et F2 distantes de a = 2mm sont éclairées par une
fente source F parallèle et équidistante de F1 et F2. L’écran d’observation (E) est
placé à la distance D = 1,5m du plan contenant les deux fentes F1 et F2.
- a) Faire le schéma du dispositif interférentiel en indiquant clairement la marche
des rayons lumineux et le champ d’interférence. (2pts ; 1,5pts)
b) Qu’observe-t-on sur l’écran (E) ? (1pt ; 1pt)
1/2
- Le dispositif est éclairé par une radiation monochromatique de longueur d’onde
λ= 0,6µm.
- Défini et calculer l’interfrange i. (2pts ; 1,5pts)
- Calculer la distance d entre les milieux de la 2ème frange brillante située d’un
côté de la frange centrale et de la 2ème frange obscure située de l’autre côté
de cette frange centrale. (2pts ; 1,5pts)
Pour A2 Seulement
- On éloigne l’écran (E) du plan des deux fentes F1 et F2, d’une distance égale à
50 cm par rapport à sa position initiale.
Calculer la nouvelle valeur de l’interfrange i’. (0pt ; 1,5pts)
EXERCICE III (07 points)
Une surface métallique est éclairée par une radiation monochromatique de longueur d’onde λ = 0,44µm. Elle émet des électrons dont l’énergie cinétique maximale est égale à Ecmax = 0,75eV
- Calculer l’énergie transportée par un photon incident de cette radiation en joule
(J) puis en électron-Volt (eV). (2pts ; 1,5pts)
- Définir et calculer l’énergie d’extraction pour ce métal. (2pts ; 1pt)
- a) Calculer la longueur d’onde seuil λ0. (2pts ; 2pts)
b) Quelle est la nature de ce métal ? (1pts ; 1pt)
Pour A2 seulement
- Calculer la vitesse maximale d’un électron à la sortie de la cathode
- Le tableau suivant donne la longueur d’onde seuil λ0 de quelques métaux : (0pt ; 1,5pts)
| Métal | Zn | Al | Na | K | Sr | Cs |
| λ0 (µm) | 0,35 | 0,36 | 0,50 | 0,55 | 0,60 | 0,66 |
On donne : constante de planck : h = 6,62.10–34J.s
Célérité de la lumière dans le vide : C= 3.108m.s–1
Charge d’un électron : q = – e = –1,6.10–19 C
Masse d’un électron : m = 9.10–31kg
1eV = 1,6.10–19 J
1 µm = 10–6 m