Exercices de physique des dispositifs 8 - correction, Exercices de Physique des dispositifs à impulsions
Eleonore_sa
Eleonore_sa5 May 2014

Exercices de physique des dispositifs 8 - correction, Exercices de Physique des dispositifs à impulsions

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Exercices de physique des dispositifs sur la question "Parlons CD" - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Lumière émise par un laser, Caractère ondulatoire de la lumière, Application à la lecture ...
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Exercice n°2 : Parlons CD

Polynésie 2005 Exercice n°2 : Parlons CD (4,5 points) Calculatrice autorisée

CORRECTION

I– Lumière émise par un laser :

1. La longueur d’onde de la lumière émise est proche de 800 nm, c’est donc du rouge.

2. E =E1 – E2 = h× = 

c h. E = 6,6310-34×

6

8

10790,0

1000,3 

 = 2,52.10–19 J

Pour convertir en eV, il suffit de diviser le résultat par e : E = 1,57 eV

II. Caractère ondulatoire de la lumière :

1. On observe le phénomène de diffraction.

2. Sur l’écran, on va observer différentes bandes lumineuses (taches de diffraction) : une bande centrale

plus importante et des bandes plus petites, symétriques par rapport à la bande centrale.

Ces bandes sont horizontales.

3. La largeur de la tache centrale va varier. En effet, lademi-largeur angulaire de la tache centrale de

diffraction correspond à l’écart angulaire  = a

 (a largeur de la fente)

a. Si a diminue, alors  augmente et la largeur de la bande centrale augmente.

b. Si la longueur d’onde diminue, alors  diminue et la largeur de la bande centrale diminue.

III. Application à la lecture d’un CD :

La lumière bleue possède une longueur d'onde plus courte que la lumière rouge. Le phénomène de

diffraction sera moins marqué, le faisceau LASER bleu sera plus étroit. On pourra lire des cuvettes

réfléchissantes plus étroites. Ceci permet de stocker plus d’informations sur le CD.

2

L

 expérience

schématisée en

vue de dessus fente

de largeur

a écran

2

L

IV. Gravure d'un CD :

1. On veut déposer du nickel sur le glassmaster, pour cela la réduction Ni2+(aq) + 2e– = Ni(s) doit avoir lieu ;

elle nécessite un apport d'électrons, ceux-ci sont fournis par la borne – du générateur.

2.

3.a) Masse du père:  = V

m soitm = ×V et V= ×(d²/4)×e

m = × ×(d²/4)×e Il faut utiliser des centimètres

m = 8,90× 4

²0,23 ×3,05.10–2 = 113 g

3.b. n =NiM

m n =

7,58

113 = 1,92 mol (1,92 mol si calcul avec m non arrondie, sinon 1,93)

4. D’après l'équation de réduction cathodique 2

e n

= nNi ou ne– = 2nNi

Or Q = I×t

et Q = n(e–)×F

soit Q = 2×nNi×NA×e

I = t

eNNin A

)(2

I = 36002

1060,11002,692,12 1923

  = 51,4 A

e–

+ – I

Anode siège d'une oxydation

Ni(s) = Ni2+(aq) + 2 e–

Cathode siège d'une réduction

Ni2+(aq) + 2 e– = Ni(s)

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