corrigé

DEVOIR N°2 DE SCIENCE PHYSIQUE :
Pour tous les exercices, vous prendrez : c = 3.108 m.s-1, h = 6,63.10-34 (SI), 1 eV = 1,6.10-19 J.
Vous justifierez toutes les réponses.
EXERCICE 1 : Comprendre la couleur d'un objet (4 points)
Une pomme rouge est successivement éclairée en lumière blanche, rouge et bleue.
1. Quelle est la couleur perçue de la pomme éclairée en lumière blanche?
En lumière blanche, composée de rouge, de vert et de bleu, la pomme parait rouge, car le rouge renvoie le
rouge, et absorbe le vert et le bleu.
2. Quelle est la couleur perçue de la pomme éclairée en lumière rouge?
En lumière rouge, la pomme parait rouge car le rouge renvoi du rouge.
Quelle est la couleur perçue de la pomme éclairée en lumière bleue?
En lumière bleue, la pomme parait noire car le rouge absorbe le bleu.
3. De quoi dépend la couleur d'un objet?
De la couleur de l’objet, et de la lumière qui l’éclaire.
EXERCICE 2 : Voir en relief (3 points)
1. Quelles sont les couleurs des radiations qui traversent chacun de ces deux filtres?
Le filtre bleu se laisse traverser par les radiations bleus.
Le filtre rouge se laisse traverser par les radiations rouges.
2. Expliquer la dernière phrase du texte
La couleur bleue de l’image bleue est absorbée par e filtre rouge, donc le filtre rouge masque l’image
projetée en bleu, de même la couleur rouge de l’image rouge est absorbée par e filtre rouge, donc le filtre
bleu masque l’image projetée en rouge.
EXERCICE 3 : Exploiter la relation entre fréquence et longueur d'onde
1.
Quelle est la fréquence d'une radiation de longueur d'onde dans le vide  = 632,8 nm?

2.
c


3.108
 4,74.1014 Hz
9
632,8.10
Quelle est la longueur d'onde dans le vide d'une radiation de fréquence = 5,64 x 1014 Hz ?
3.108
 
 5,32.10 7 m  532nm
14
 5,64.10
c
EXERCICE 4 : Comprendre et exploiter la loi de Wien
La température de surface de l'étoile Spica, dans la constellation de la Vierge, est d'environ 20000 K.
Avec T en K et en nm, la loi de Wien s'écrit : max  T  cst  2,9 10 3 m.K
1. Quelles grandeurs physiques représentent  et T?
 représente la longueur d’onde, T la température.
2. Comment évolue T quand  augmente?
Lorsque  augmente, T diminue.
3. Exprimer  en fonction de la température T.
max 
2,898  10 3
T
4. Calculer la longueur d'onde dans le vide de la radiation émise avec le maximum d'intensité.
max 
2,9  10 3
 145nm c’est le domaine des UV.
20000
À quel domaine appartient-elle?
Couleur
rouge
orangé
λ (nm)
800 à 650 650 à 590
Jaune
590 à 550
Vert
550 à 490
Bleu
490 à 465
Indigo
465 à 440
Violet
440 à 400
EXERCICE 5 : Calculer l'énergie d'un photon
On considère une radiation de longueur d'onde dans le vide  = 516 nm.
1. Calculer, en joule, l'énergie du photon correspondant.
E
hc


6,63.10 34  3.108
 3,85.10 J
516.109
2. Exprimer cette énergie en électronvolt.
E
3,85.10 19
 2,4eV
1,6.10 19
EXERCICE 6 : La nébuleuse d'Orion (Lire un graphique, effectuer un
calcul, raisonner; argumenter)
La grande nébuleuse d'Orion est une des nébuleuses les plus brillantes du
ciel. Elle est constituée en majorité d'atomes d'hydrogène, dont certains sont
dans un état excité. La couleur rose de la nébuleuse est due à une transition
de l'atome d'hydrogène entre les niveaux d'énergie.
1. Cette transition correspond-elle à une émission ou une absorption de
lumière?
Cette transition correspond à une émission.
2. Représenter cette transition sur un diagramme.
3. Calculer la longueur d'onde dans le vide de la radiation correspondante.

hc
6,63.10 34  3.108

 657nm
E (3,40  1,51)  1,6.10 19