Sujet de Sciences physiques – Série A – 2019 – Deuxième session

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by

Soaway
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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
CSérie  
Code matière		: C  
: 011		Epreuve de :
Durée :
Coefficient :		SCIENCES PHYSIQUES
04 heures
5

EXERCICE I                                                                                                                                 (6 points)

A une lame vibrante, on met une tige supportant deux pointes S1 et S2 qui frappe la surface libre d’une nappe d’eau initialement au repos avec une vibration sinusoïdale d’amplitude a = 4mm, de période 0,01s et à l’instant initiale, il se trouve à la position d’équilibre en se déplaçant dans le sens négatif et la célérité d propagation des ondes à la surface est 0,4ms–1

  1. a) Quel phénomène physique se produit-il à la surface libre du liquide ?                           (1 ; 1pt)

b) Qu’observe-t-on sur la surface libre du liquide ?                                                            (1 ; 1pt)

  • Définir et calculer la longueur d’onde.                                                                                (1,5 ; 1pt)
  • Ecrire l’équation des mouvements de S1 et S2                                                                     (1 ; 1pt)
  • Ecrire l’équation horaire du mouvement d’un point M de la surface de l’eau tel que d1 = S1M = 1,15mm et d2 = S2M = 1,83mm                                                                                           (1,5 ; 1pt)

Pour A2 Seulement

  • Déterminer le nombre et les positions des points immobile par rapport à S1 avec S1S2 = 1,2cm. (1pt)

EXERCICE II  (7pts)

On réalise l’expérience d’interférences lumineuse avec les miroirs de FRESNEL qui font entre eux un angle α = 2.10–3rad (α angle petit).

Une source émettant une radiation monochromatique de longueur d’onde  λ= 0,50µm, est placée à 50cm de l’arête commune I de ces miroirs. Un écran d’observation (E) se trouve à 150cm de l’arête I.

  1. a) Faire le schéma du dispositif et préciser :                                                            (1,5 ; 1pt)
  2. La marche des rayons lumineux
  3. Les images S1 et S2 de la source S et le champ d’interférence.
  4. Calculer la distance a entre deux sources images S1 et S2.                                            (1 ; 1pt)
  5. a) Définir et calculer l’interfrange i.                                                                                    (1,5 ; 1pt)
  6. A quelle distance d de la frange centrale d’ordre zéro se trouve la 5ème frange

obscure ?                                                                                                                        (1,5 ; 1pt)

  • Calculer la longueur L du champ d’interfrange                                                                   (1,5 ; 1pt)

1/2

Pour A2 seulement

  • Calculer le nombre de franges brillantes observées sur l’écran d’observation                     (0 ; 2pts)

EXERCICE III                                                                                                                  (7points)

On éclaire la cathode de Zinc d’une cellule photoémissive à vide, avec une lumière de longueur d’onde λ0 = 0,37µm.

  1. Définir la longueur d’onde seuil.                                                                                         (2 ; 1pt)
  2. Après avoir justifié qu’il y a photoélectrique, calculer l’énergie d’extraction d’un électron de

Zinc en joule et un eV                                                                                                    (2 ; 2pts)

  • Calculer l’énergie cinétique maximale et la vitesse de l’électron éjecté.                             (3 ; 2pts)

Pour A2 Seulement

  • Après avoir donné la définition du potentiel d’arrêt, calculer sa valeur.                             (0 ; 2pts)

On donne :

  • Constante de PLANCK : h = 6,62.10–34JS
  • Charge d’un électron q = – e = –1,6.10–19 C
  • 1eV = 1,6.10–19J et 1 µm = 10–6m
  • Célérité de la lumière dans le vide C = 3.108ms–1
  • Masse d’un électron m = 9,1.10–31kg