Fiche Eleve FR.indd
Transcription
Fiche Eleve FR.indd
Document Elève La malette pédagogique de SOLEIL • Appariez : Certains objets utilisent des ondes électromagnétiques. Appariez-les avec les ondes correspondantes : Communication avec les sous-marins ondes radio Compteur Geiger micro-ondes Lampe à bronzer infrarouge Stérilisateurvisible RadarUV Recherche des victimes d’avalanches Rétine Scanner (radiographie) rayons X rayon gamma Télécommande Téléphone portable • Vérifiez ces deux affirmations : Les deux affirmations concernent la vitesse des électrons dans le Linac (l’accélérateur linéaire qui constitue la première partie de la machine SOLEIL) : A la sortie du canon, les électrons d’énergie 90 keV ont une vitesse d’environ c/2. Au bout d’un mètre, accélérés à une énergie de 3 MeV, ils atteignent la vitesse de 0,99 c (ils deviennent “relativistes”) avec c la vitesse de la lumière dans le vide. Vous avez à votre disposition les deux formules suivantes, non relativiste et relativiste. Laquelle choisir ? Peut-on toujours faire l’approximation classique ? • Le calcul non relativiste : Ec = 1/2 mov2 (Ec : énergie cinétique de l’électron, m0 sa masse au repos, v sa vitesse) • Le calcul relativiste : Et = E0 + Ec (Et : énergie totale de l’électron, E0 son énergie au repos) 1 eV = 1,60218 x 10-19 J et m0 = 9,1x10-31 kg E0 = m0.c2 = 0,511 MeV Et = m.c2 avec m = m0 • Une question de dimension : Six manifestations du magnétisme, à six échelles différentes. Pouvez-vous les remettre dans l’ordre ? Électron Disque dur d’ordinateur Réseau cubique Domaines de Weiss (champ moléculaire) 1 Atome Cellules aimantées sur la piste d’un disque dur Document Elève • Sur les pas de Pascal et de Guericke : le verre magique Matériel : une feuille de papier légèrement cartonnée de préférence (papier bristol), un verre et de l’eau. Réalisation de l’expérience : il est préférable de faire cette expérience au dessus d’un évier. Remplir un verre d’eau à ras bord puis poser sur le verre la feuille de papier sans laisser de bulle d’air. Retourner le verre en maintenant le papier avec la main. Vous pouvez alors lâcher le papier. Question : pourquoi la feuille de papier ne tombe-t-elle pas ? • Spectres d’absorption : Spectres d’absorption de référence dans le domaine UV lointain, entre 90 et 120 nm Hydrogène Hydrogène moléculaire Carbone Azote Oxygène Fer En utilisant les spectres de référence ci-dessus, précisez les éléments mis en évidence par ce spectre. • Température et couleur : Tout corps chaud, c’est-à-dire à une température supérieure à 0 K (- 273°C) émet de la lumière. L’intensité lumineuse émise varie avec la longueur d’onde. Pour un Un corps noir est un corps idéal qui « corps noir », on a une courbe en cloche pour chaque valeur de la température T absorbe intégralement le rayonnement du corps (c’est la loi de Planck). Elle est maximale pour une longueur d’onde qu’il reçoit et qui émet un rayonnement pic qui suit la loi de Wien établie en 1893 : = 2,90.10-3 / T où pic comme le montre la figure ci-dessous. est en mètres (m) et T en kelvin (K). En considérant que les sources suivantes sont des corps noirs et en utilisant la loi Rayonnement du corps noir Loi de Planck (en log-log) Intensité lumineuse de Wien, situez sur l’échelle ci-dessous la longueur d’onde (ou la couleur) de leur Visible 2 6,1.10-7 Rouge 5,9.10-7 Orange 5,7.10-7 Jaune 5.10-7 Vert Bleu 4,5.10-7 Violet Ultraviolet Rayon X Gamma 10-1210-184.10-7 7,5.10-7 10-3 Micro-ondes Rigel : 12 000°C Soleil : 5500°C Bételgeuse : 3000°C Corps humain : 37°C Fond diffus cosmologique (rayonnement fossile) : 3 K Infrarouge maximum d’émission : 11000 Ondes radio pic caractéristique de sa température, (m)