Jeudi 20 octobre 2011

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Jeudi 20 octobre 2011

D.S. Chimie et Physique n° 2

I (3 pts) Synthèses des couleurs

Comment un éclairagiste disposant de trois spots rouge, vert et bleu, peut-il créer une tache de lumière :

Jaune ?
Blanche ?
Gris-bleu ?

En aquarelle, l'addition de pigments assombrit-il la feuille ou pas ?

Quelle couleur donne le mélange de pigments jaune et magenta ?

Quels pigments utiliser pour obtenir du bleu ?

II (3 pts) Couleur d'un citron

Comment se nomment les récepteurs de lumière de la rétine ?
Quelles sont les trois couleurs primaires permettant de recomposer la lumière perçue comme blanche par le cerveau ? Comment s'appelle cette synthèse ?
Un citron est éclairé avec une lumière que le cerveau perçoit cyan.

Comment procéder pour obtenir cette lumière colorée à partir d'une source de lumière blanche ?
Le citron paraît jaune lorsqu'il est éclairé en lumière blanche. Quelle est sa couleur apparente lorsqu'il est éclairé avec la lumière cyan ?

III (6 pts) Rayonnement et température

Le maximum d'intensité de la lumière émise par un corps à la température T se situe à une longueur _M vérifiant la loi de Wien : _M*T = 2,898.10^-3 m.K où _M est en mètres et T en kelvins.

Pour quelle(s) température(s) ce maximum est-il en dehors du domaine visible ?
Quelle serait la température de surface d'une étoile dont la longueur d'onde d'émission maximale se situe à 650 nm ?
Dans quel domaine de longueurs d'onde se situe le maximum d'énergie rayonnée par le corps humain, de température  = 37 °C ?

IV (8 pts) Niveaux d'énergie de l'ion lithium

L'expression de l'énergie (exprimée en eV) des niveaux de l'atome d'hydrogène est E_n = -13,6/n² où n est le numéro du niveau d'énergie de l'atome.

Quelle est l'énergie du photon créé lors de la transition de l'électron du niveau n = 4 d'énergie E₄, au niveau n = 2 d'énergie E₂ ? Exprimer le résultat en électron-volts et en joules.
Quelle est la fréquence de la radiation associée ? À quelle longueur d'onde dans le vide cette radiation correspond-elle ?
À quel domaine du spectre électromagnétique appartient cette longueur d'onde ?
Représenter cette transition en utilisant un diagramme de niveaux d'énergie.

Données : h (constante de Planck) = 6,63.10^-34 J.s ; c (vitesse de la lumière) = 3,00.10⁸ m.s-1 ; e (charge électrique élémentaire) = 1,6.10^-19 C. T (en kelvins) =  (en °C) + 273,15.

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