correction devoir de physique chimie

« Terminale S – Sciences Physiques Durée : 1h 2 En ordonnées, on peut lire le pourcentage d’absorpt ion atmosphérique des rayonnements spatiaux : un ta ux de 100 % indique que la totalité des rayonnements considérés sont complètement absorbés et ne sont plus détectables au sol.

2.

Quelle grandeur est représentée en abscisse ? En abscisses figure la longueur d’onde dans le vide des rayonnements du spectre électromagnétique, exp rimée en mètres selon une échelle de puissances de dix (échelle logarithmique).

3.

a.

Nommer les domaines de rayonnements électromagné tiques qui sont repérées par les lettres A, B, C, D.

A : ultraviolets (UV) C : infrarouges (IR) B : lumière visible D : ondes radio b.

Lesquels sont les plus énergétiques ? Quelle(s) source(s) peut(vent) être à leur origine dans l’Univers ? L’énergie associée à un rayonnement est proportionn elle à sa fréquence selon la loi de Planck, E h n = .

La fréquence étant liée à la longueur d’onde dans le vide par la relation o c l n= , on voit que l’énergie est inversement proportionnelle à la longueur d’onde dans le vide : les rayonnements les plus énergétiques parmi les q uatre précités sont les rayons UV, de plus courte longueur d’onde.

Ils sont émis par la plupart des étoiles, comme le Soleil.

4.

Quel est le lien entre les instruments d’observatio n représentés et leur position sur le graphique ? Le graphique indique les fenêtres spectrales d’obse rvation : chaque instrument est représenté au-dessu s du domaine spectral dans lequel il est susceptible d’observer.

5.

a.

Donner les domaines de longueur d’onde des rayon nements électromagnétiques en provenance de l’Univers pouvant être étudiés directement avec des instruments au sol.

b.

Nommer ces instruments.

Domaine de longueur d’onde observable au sol Instrument correspondant Visible (400 – 800 nm) Télescopes/lunettes optiques UV (< 400 nm), IR (> 800 nm) Télescopes spatiaux Radio (> 1 mm) Radiotélescopes Exercice 2 : préparatifs d’un concert (10 points) Première partie : ligne de retard Lors d’un concert, le son est émis par des haut-par leurs situés en façade de la scène.

1.

Calculer la durée Dt au bout de laquelle des spectateurs, situés à d = 150 m de la scène, devraient entendre le son si celui-ci se propage à v = 340 m.s - 1.

Par définition de la célérité d v t = D , la durée de parcours s’écrit d t v D = .

L’application numérique donne 150 0, 441 441 340 t s msD = = = .

A cette distance d les spectateurs ont du mal à per cevoir le son.

2.

Que s’est-il passé lors de la propagation du son su r cette distance ? Le son s’est propagé dans l’air et a très vraisembl ablement été atténué lorsqu’il a parcouru la distan ce d : son intensité est moindre lorsqu’il parvint aux auditeurs.

Pour éviter ce problème, l’ingénieur du son ajoute un haut-parleur relié aux microphones de la scène, juste à côté de ces spectateurs.

Les premiers tests font apparaître un écho que le ne remarquait pas précédemment.

3.

Quel est l’origine de cet écho ? Les spectateurs sont alors destinataires de deux si gnaux sonores : celui des enceintes proches, qui le ur parvient en premier, et celui des enceintes en façade de la scè ne, qui leur parvient avec un certain retard.

Ce re tard est à l’origine de l’écho ressenti.

L’ingénieur du son règle alors un dispositif électronique appelé ligne de retard qui permet de décaler le départ du son au niveau de l’enceinte de rappel.

4.

Quel retard Dt R l’ingénieur du son va-t-il programmer pour que les spectateurs ne soient plus gênés par l’écho ? Le son mettant 441 ms pour atteindre les spectateurs depuis les haut-parleurs de la scène, il faut imposer que celui émis par les enceintes plus proches (dont on suppos e que le son est perçu immédiatement pas les audite urs à 150 m) soit émis avec un retard identique.. »