2017 :

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Catégorie : Exercices du BAC

Le mercure, métal mythique du Moyen Âge, est le seul métal liquide à température ambiante. Il est indissociable de l'or, qu'il permet de purifier. Ce métal de symbole chimique Hg, est utilisable pour la fabrication de thermomètres, de lampes, en plombages et dans d’autres activités.

Le document ci-après représente quelques niveaux d’énergie de l’atome de mercure. L’énergie d’un niveau n est noté ; le niveau n = 1 correspond à l’état fondamental.

5.1.  A partir du document 4, déterminer :

5.1.1. l’énergie des photons émis lors des transitions indiquées, (0,75 pt)  

5.1.2. les valeurs des longueurs d’onde et .

On précisera le domaine spectral auquel appartient chaque longueur d’onde (se référer au document 5). (1,5 pt)

On donne : ;

vitesse de la lumière dans le vide :

5.2. Une source S émet une radiation lumineuse de longueur d’onde et éclaire deux fentes fines de Young et distantes de a. La source S est à égale distance de ces deux fentes. On place un écran (E), parallèle au plan des fentes et situé à une distance D de celui-ci (document 6).

On donne : a = 2 mm ; D = 486 mm.

5.2.1. Donner les conditions d’obtention du phénomène d’interférences.   (0,25 pt)

5.2.2. Le point O de l’écran, origine de l’axe parallèle à , est sur la droite bissectrice de . M est un point de l’écran (E) d’abscisse x.

5.2.2.1. Etablir l’expression de la différence de marche entre deux rayons lumineux issus de et arrivant en un point M(x) en fonction de a, D et x. (0,5 pt)

5.2.2.2. En déduire l’expression donnant les abscisses des points de l’écran situés sur une frange obscure.(0,25 pt)

5.2.2.3. La distance séparant la 5^ème frange brillante et la 3^ème frange sombre de part et d’autre de la frange centrale compté zéro est d = 1,024 mm. En déduire la valeur de . (0,5 pt)

5.3. La source S émet simultanément la radiation de longueur d’onde calculée précédemment et une autre radiation de longueur d’onde telle .

5.3.1. Au point O de l’écran, on a une superposition des franges brillantes correspondant aux deux radiations. A quelle distance du centre O de l’écran a-t-on pour la première fois une superposition entre les franges brillantes ? (0,75 pt)

5.3.2. Peut-on observer une extinction totale sur l’écran ? Justifier la réponse. (0,5 pt)

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