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Devoir surveillé n"5 - Physique lnd* - Thème n" 2: L'Univers - Durée:1h u*i0nru-c periodes I I Exercice 1 : La fotmule chimique du chlorure de béryllium (7 pts) Données :Masse d'un proton (et d'un neutron) i ffip = mn= 1.,7 x 10'27 kg Masse d'un électron : me- = 9,1 x 10-31 kg Charge éiémentate : *e =1,6 x 10-1eC I - IJn halogène : le chlore (Z=17 et A=35) 1. a) Donnez l'écriture symboJique du noyau de I'atome de chlore. Quel nom donne-t-on à la letae Z ? b; Détermrnez la composition du no)iau de i'atome de chlore, en ptécisant 1e nombre de chacune des particules. 2. a) Détermtnez la charge totale du nolrau de I'atome de chlore (en coulomb). Expliquez la réponse. b) Dérermrnez la charge totale de l'atome de cblore (en coulomb). Expliquez la réponse. 3. a) Donnez la structute électtonique de l'atome de chlore. b) Combien possède-t-il d'électrons sur sa couche externe ? l3 ,._,. .. ,,,,,: i 4. Sous quelle forme stable, trouve-t*on'l'élément chlore , dans la nature ? Expliquez votre téponse. l5 17 18 II - IJn alcalino-terreux : le béryllium (Z=4 et A=9) 5. a) Dessiner schémariquement un alome de bérvliium. en indiquant à I'aide .d'une légende la nahrre des particules présentes dans I'atome. b) Après avoir rappelé la définition de deux isotopes, donnez la notation symbolique de deux isotopes du béryllium. b) Après avoir donné sa structute électronique, ptécisez sous quelle forme stabie se trouve l'élément béryllium dans ia nature ? ExpJiquez ciairement votre réponse. III - Quelle molécule ?: devinez quelle est Ia formule chimique du chlorute de bélvllium : la molécule qu'rl se forme enffe les éléments chlore (Cl) et bérylJrum (Be) (vous pouvez utili5s1 plusieurs âtomes du même élément) Exercice 2 : Cinq lumiètes mystérieuses... (6 pts) Nous disposons de cinq lumières d'origines inconnues et nous souhaitons déterminer d'où elles proviennent. Pour cela, nous avons fait passer ces lumières à travets un prisme, ce qui nous a permis d'obtenir les cinq spectres lumineux correspondants à chacune d'elles (1è* colonne du tableau ci-dessous). 1. Précisez pour chacun des spectres (dans les deux premières colonnes du tableau ci-dessus) : a) le flpe de spectre (émission ou d'absorption) b) la nature du corps qui émet ou absorbe la lumière (soiide, liquide ou gaz) i |fr n,).'ron"' ',': . ... . .. . .1 ttil I i Be Il ,t{r: lirrlrfi bo!llr!trr ] b,x. û.r, :).r, ;,r-l ti lr l? ,,Na ,,,Mg , ,,Al q)di!rn : mr!r.\'trsr rlLn\iilnrr 1j.* , :i_.1 41.t, KCa t9::, ixi\.,r,n : rNl!rnN {},1 ,N "O n.i!i: i n\!.:.nr l.i.f , Iff.l ^;t , -;: PS J: 1,, J)ir\r{11. n\rlii .r,.0 .il-: :He j: , lrrlirrr ' t'tt FNe llri,r ,-CI ,.4' .ùf,r !iiù,r :! Si IJ l,\- 1 Natute du cotps

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  • Devoir surveill n"5 - Physique

    lnd* - Thme n" 2: L'Univers - Dure:1h

    u*i0nru-c

    periodes

    I

    I

    Exercice 1 : La fotmule chimique du chlorure de bryllium (7 pts)

    Donnes :Masse d'un proton (et d'un neutron) i ffip = mn= 1.,7 x 10'27 kgMasse d'un lectron : me- = 9,1 x 10-31 kgCharge imentate : *e =1,6 x 10-1eC

    I - IJn halogne : le chlore (Z=17 et A=35)1. a) Donnez l'criture symboJique du noyau de I'atome de chlore. Quel nom donne-t-on la letae Z ?

    b; Dtermrnez la composition du no)iau de i'atome de chlore, en ptcisant 1e nombre de chacune des particules.2. a) Dtermtnez la charge totale du nolrau de I'atome de chlore (en coulomb). Expliquez la rponse.

    b) Drermrnez la charge totale de l'atome de cblore (en coulomb). Expliquez la rponse.3. a) Donnez la structute lecttonique de l'atome de chlore.

    b) Combien possde-t-il d'lectrons sur sa couche externe ?

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    ,._,. .. ,,,,,: i 4. Sous quelle forme stable, trouve-t*on'l'lment chlore, dans la nature ? Expliquez votre tponse.

    l5 r 17 18II - IJn alcalino-terreux : le bryllium (Z=4 et A=9)5. a) Dessiner schmariquement un alome de brvliium. enindiquant I'aide .d'une lgende la nahrre des particulesprsentes dans I'atome.b) Aprs avoir rappel la dfinition de deux isotopes,donnez la notation symbolique de deux isotopes dubryllium.

    b) Aprs avoir donn sa structute lectronique, ptcisezsous quelle forme stabie se trouve l'lment bryllium dansia nature ? ExpJiquez ciairement votre rponse.

    III - Quelle molcule ?: devinez quelle est Ia formule chimique du chlorute de blvllium : la molcule qu'rl se formeenffe les lments chlore (Cl) et brylJrum (Be) (vous pouvez utili5s1 plusieurs tomes du mme lment)

    Exercice 2 : Cinq lumites mystrieuses... (6 pts)

    Nous disposons de cinq lumires d'origines inconnues et nous souhaitons dterminer d'o elles proviennent. Pour cela,nous avons fait passer ces lumires travets un prisme, ce qui nous a permis d'obtenir les cinq spectres lumineuxcorrespondants chacune d'elles (1* colonne du tableau ci-dessous).

    1. Prcisez pour chacun des spectres (dans les deux premires colonnes du tableau ci-dessus) :a) le flpe de spectre (mission ou d'absorption)b) la nature du corps qui met ou absorbe la lumire (soiide, liquide ou gaz)

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    Natute du cotps

  • 2. a) L'un des spectres du tableau ci-dessus est-il celui d'une lumiremonochromauque ? ExpJiquez votre rponse (et si oui, prcisezlequel?)

    b) Dessinet le montage petmettant d'obtenir le spectre no3, enprcisant le nom des difftents Iments du montage.3. Des astroohvsiciens ont obtenu Ie orolLl soeclral de la lumire

    IJ

    mise par l'toile Sinus. Ce prof,rl spectral (rntensit de la lumire enfonction de ia longueut d'onde) est reprsent sur Ie graphique ci-contTe.

    a) D'aprs l'allure du prohi spectral de Sirius, de quel spectre(parmi les cinq spectres de la page prcdente), est-il le plus proche ?Expliquez clairement votre rponse.

    b) A quoi correspondent Ies pics vers le bas ? Sur quoi nous

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    renseignent-ils ?c) Lorsqu'elle va vieillir, cette toi-le va refroidir. Expliquez conunent va tre modifi son profil specttal ? (vous pouvez

    dessiner schmatiquement le nouveau profil spectral sur la figure ci-dessus)

    Exercice 3 : Enqute au laboratoire (4 pts)

    f intetface et la

    Lydie et WilLiam disposent de deux flacons A et B dont l'tiquette a t perdue : l'un contient del'thanol, d'indice de rfraction fl" = 1,37, et I'autre du cyclohexane, d'indice de rftaction nc = 1.,43.Pour les identifiel, rls dcident de verser du liquide A dans un rcipient et d'observerla ftfuacaon d'unfaisceau laser (arrivant sut I'eau avec un angle d'incidence it gal 40,0')'

    1. Compltez ie schma de I'exprience ci-dessous en indiquant : le rayon incident, i'angle d'incjdence ir,normale (ne pas dessiner le rayon rftzct).

    .- , tr.:

    2.L'anglede rfractron izobserv dans ie matriau a pour valeur iz=28,0t et I'rndice de rfraction de 1' est nair = 1,00. Enutilisant 12 )me loi de Descartes, dterminez l'expression litttale de f indice na du liquide A en fonction de n;,, ir et iz.

    -

    3. Donnez la valeur numrique de f indice na (respecter le nombre de chiffres significatifs) et en dduire la nature duliquide A.

    iI

    Exercice 4 : Qui suis-ie ? (3 pts)

    Je suis un atome ; mon noyau possde une charge ga\e Q,oy = 1,44 x 10-18 C et la masse de mon noyau est gale m.o,

    -- 3,23 x 10-26 kg.

    1. a) Combien y a-t-il de protons dans mon noyau ? (en dtaillant le calcul)b) En dduire quel est mon nom puis citer un lment ayant les mmes ptoprits chimiques que moi.

    (bonus) 2.Donnez la composition de mon noyau (en dtaillant le calcul).

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