Exercice I:
Une
lame vibrante munie de deux pointes
détermines ; à partir de deux points S1 et S2 de la
surface libre d‘un liquide au repos, des ondes transversales sinusoïdales d’amplitudes a=3mm
et de fréquence = 50Hz
1)
Quel phénomène physique se produit-t-il à la surface libre de liquide ?
Qu’observe-t-on
à la surface libre du liquide ?
2)
La distance parcourue par l’onde pendant une période est égale à 5mm.
a)
Calculer la vitesse de propagation des ondes.
b)
Déterminer l’état vibratoire du point M de la surface libre du liquide tel
que :
S1 M=
d1 3cm ET S2M = 2cm.
Pour A2 seulement:
3)
Déterminer le nombre et les positions par apport à S1 des points
immobiles sur le segment
⦋ S1 S2⦌
On done: S1 S2
= d = 1, 4 cm
Exercice II
On
réalise une expérience d’interférence
lumineuse avec un biprisme de Fresnel d’indice de réfraction n =1,5 et d’angle
au sommet
très petit.
La
fente source S se trouve à la distance d1 =60cm du biprisme.la
distance entre les images virtuelles S1 et S2 de la
source S et a =S1
S2 = 2mm. L’écran
d’observation (E) est placé
parallèlement au plan des images virtuelles S1 et S2 à la
distance d2 du biprisme.
1)
Faites le schéma du dispositif interférentiel, tracer la marche des rayons
lumineux et préciser le champ d’interférence.
2)
Calculer, un radian l’angle
du biprisme.
3)
La longueur d’onde de la radiation utilisé est λ = 0,60μm
on constante que la distance entre le deuxième frange brillante située d’un cote de la frange
centrale et la troisième frange obscure située de l’autre cote de la frange
centrale est d = 2,7m.
a)
Calculer l’interfrange
b)
Calculer la distance d2 entre le biprisme et l’écran (E)
Pour A2 seulement:
4)
Le biprisme est maintenant éclairé par deux radiations de longueur d’onde
respectives
λ
= 0,60μm et λ’= 0,48μm.
A
quelle distance de la frange centrale se trouve la première coïncidence des
franges brillantes des deux radiations ?
Exercice III
On
dispose de trois cellules photoélectriques. Cathodes sont respectivement recouvertes de césium, de calcium et de zinc.
Le tableau suivant donne la longueur d’onde seuil λo de ces trois métaux :
Métal
|
Césium
|
Calcium
|
Zinc
|
λo
(μm)
|
0,66
|
0,45
|
0,37
|
1)
Qu’appelle-t-on longueur d’onde seuil de
métal ?
2)
Les trois métaux sont éclairés successivement par une lumière monochromatique
de longueur d’onde λ = 0,50μm. Calculer en joule et en électron-voit, l’énergie
d’un photon de cette radiation.
3)
a) Avec lequel de ces trois métaux
obtient-on l’effet photoélectrique ? justifier la réponse.
b)
Calculer, en joule, l’énergie cinétique maximale
d’un électron à la sortie du métal.
Pour
A2 seulement
4)
Calculer le potentiel d’arrêt.
On
donne:
Constante
de Planck : h= 6,62. 10-34 J. s
Charge
de l’électron : q= - e = - 1,6. 10-19 C
Célérité
de la lumière dans le vide: c= 3. 108 m. s-1
1 μm = 106 m
