Physique – Chimie DS n°1 - corrigé
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Physique – Chimie DS n°1 - corrigé Classe : 1S la Exercice 1 : Le verre à saké 1. Schéma à l'échelle 5 signifie que 5 mm dans la réalité correspond à 5 x 5 = 25 mm sur le schéma. L'image est réelle car elle se trouve à droite de la lentille. 2. L'image est cette fois-ci virtuelle car située à gauche de la lentille. On ne voit donc la photographie à l'intérieur du verre, uniquement lorsque celui-ci est plein. Exercice 2 : Où est la lentille et quelles sont ses caractéristiques ? 1. On trace le rayon qui relie le sommet de l'objet au sommet de l'image (1). Il coupe l'axe optique en O : centre optique de la lentille. On peut alors placer la lentille (2) 2. On trace le rayon (3) qui passe par le sommet de l'objet et qui arrive parallèlement à l'axe optique. Il passe également par le sommet de l'image et coupe l'axe optique au point focal image : F' (4). La distance focale f' est de 3,3 cm. 3. C = 1 / f' = 1 / (3,3 x 10-2) = 30 δ. La valeur de la vergence est de 30 dioptries. Exercice 3 : Comparer le fonctionnement de l’œil et l'appareil photographique Constituant de l’œil Constituant de l'appareil photographique Fait converger les rayons sur la rétine ou le capteur cristallin objectif Là où se forme l'image rétine Pellicule ou capteur Empêche la lumière d'entrer paupière obturateur Permet de régler la quantité de lumière qui entre iris diaphragme 1. Rôle 2. Lors de la mise au point, l'objectif qui s'apparente à une lentille mince convergente de vergence fixe, est mobile et s'approche plus ou moins de la pellicule ou du capteur. 3. Ce n'est pas le même processus mis en œuvre pour l’œil. En effet, la distance cristallin-rétine est fixe. C'est le cristallin qui se bombe plus ou moins afin de faire varier sa vergence. 4. Lorsque le photographe rapproche son appareil de l'objet, l'objectif s'éloigne de la pellicule. En effet, l'image se déplace toujours dans le même sens que l'objet. 5. La forme du cristallin du photographe est plus bombée lorsqu'il se rapproche de l'objet, car il accommode davantage. 6. Un paysage très lointain est considéré comme à l'infini. Donc l'objet est à l'infini, donc OA = - ∞. Donc 1/OA = 0. 1/OA' – 1/OA = 1/f' . Donc 1/OA' = 1/f' donc OA' = f '. La distance objectif-pellicule est donc égale à la distance focale de l'objectif. Exercice 4 : La loupe de l'enquêteur 1. L'enquêteur observe le détail d'une empreinte digitale de taille 1,0 mm placé à 10 cm de la loupe. 1 1 a) On utilise la formule de conjugaison grâce à laquelle on déterminera OA'. ̄ ' − OA ̄ =C OA 1 1 = +5,0=−5,0 . donc OA' = - 0,20 m. Avec OA = - 10 cm = - 10 x 10-2 m. ̄ OA ' −10 x 10−2 L'image se trouve à 20 cm à gauche de la lentille. b) On cherche A'B'. On utilise cette fois-ci la relation de grandissement : ̄ ' A ̄' B' ̄ '× AB ̄ −0,20×1,0 x 10−3 OA OA −3 γ= ̄ = ̄ donc A ̄'B '= = =2,0 x 10 m=2 mm. La taille de −2 ̄ OA ' AB OA ' −10 x 10 l'image vue à travers la loupe est de 2 mm. c) OA' < 0 donc l'image est virtuelle. γ > 0 donc l'image est droite. 2. L'enquêteur voudrait que l'image fasse 1,0 cm donc A'B' = 1,0 cm. A ̄'B' 1 cm 10−2 = =10 Le grandissement doit être égal à 10. a) γ= ̄ = AB 1 mm 10−3 b) On recherche OA. On ne connaît que le grandissement et C. Il faut résoudre un système d'équations à 2 inconnues : 1−γ 1−10 ̄ ' 1 1 OA 1 1 ̄ OA= = =0,18m ̄ '=γ×OA ̄ ; OA − =C γ= ̄ et ̄ − ̄ =C γ×C 10×5,0 ̄ ̄ γ×OA OA OA OA ' OA ; L'enquêteur doit donc placer la loupe à 18 cm de l'indice. Exercice 5 : « Superglue® » 1. Structure électronique 2.a) Nombre d'électrons de valence 2.b) Nombre de liaisons covalentes 2.c) Nombre de doublets non liants Carbone (K)2(L)4 4 4 (octet) 0 oxygène (K)2(L)6 6 2 (octet) 2 (K) 1 1 (duet) 0 (K)2(L)5 5 3 (octet) 1 Atome hydrogène azote 1 Chaque atome établit au sein d'une molécule, un nombre de liaisons covalentes qu'il lui permettra d'être entouré soit de huit électrons (règle de l'octet) soit de deux électrons (règle du duet pour l'atome d'hydrogène). Ce sont les règles de stabilité. 3. Pour établir la formule de Lewis, il faut vérifier que chaque atome établisse le nombre de liaisons covalentes indiqué dans le tableau précédent et qu'il soit entouré du nombre de doublets non liants (tableau). On peut ensuite vérifier que chaque atome est entouré de 1 doublet pour H ou de 4 doublets pour les autres atomes.