QCM : optique, radioactivit�. Concours kin� St Michel 2015

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1. Optique. ( 1 pt).
On consid�re une lentille convergente de centre O et de distance focale f '. Un objet est plac� en A � 20 cm avant ( � gauche ) de la lentille. Le grandissement g est �gal � -3.
- L'image est r�elle et invers�e. Faux. ( renvers�e )

 - L'mage se trouve � 60 cm de la lentille. Vrai.
- g < 0, l'image est r�duite. Faux.
- . Vrai.

2. L'oeil, l'appareil photographique. (0,5 pt)
- Dans l'oeil, la luminosit� est r�gul�e par le diaphragme. Faux.( par l'iris dans l'oeil r�el )
 - Pour effectuer une mise au point l'oeil accommode, c'est � dire qu'il modifie la distance cristallin r�tine. Faux.
La courbure du cristallin change lorsque l'oeil accommode.
 - Dans l'appareil photographique, l'objectif est mod�lis� par une lentille convergente de distance focale fixe. Vrai.
- L'oeil et l'appareil photographique sont des instruments d'optique qui ne pr�sentent pas les m�mes propri�t�s de fonctionnement. Vrai.

3. Loi de Wien. lmax T = k. (1 pt).
On �tudie deux corps chauds A et B l'intensit� de la lumi�re �mise par ces corps est maximale pour une longueur d'onde l A max = 6,57 10-7 m pour le corps A et l B max = 360 nm pour le corps B.
- La courbe lmax =f(1/T),est une droite qui passe par l'origine. Vrai.
- k est une constante, elle est sans unit�. Faux.
k est une constante exprim�e en m K-1.
- A est plus chaud que B. Faux.
Plus le corps est chaud, plus lmax est faible.
-  l B max est une radiation infrarouge. Faux.
360 nm appartient au domaine UV.
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4. Couleurs. (0,5 pt)
- Un filtre jaune absorbe la lumi�re bleue et transmet les lumi�res rouge et verte. Vrai.
Le bleu est la couleur compl�mentaire du jaune ( m�lange de rouge et de vert ).
- Lorsque l'on �claire un �cran avec un faisceau lumineux rouge et un faisceau cyan de m�me intensit�, l'�cran para�t noir. Faux.
Le cyan ( m�lange de  vert et de bleu ) est la couleur compl�mentaire  du rouge L'�cran est �clair� avec les trois couleurs primaires ayant la m�me intensit�, il est donc blanc.
- Un objet para�t noir �clair� en lumi�re verte. Il peut para�tre rouge �clair� en lumi�re blanche. Vrai.
Un objet est rouge �clair� en lumi�re blanche : il absorbe le vert et le bleu. Eclair� en lumi�re verte, il para�t noir.
- Eclair� en lumi�re magenta, un objet para�t rouge. Le m�me objet �clair� en lumi�re cyan para�t vert. Cet objet absorbe la lumi�re jaune. Faux.
Le magenta est un m�lange de rouge et de bleu. Eclair� en lumi�re magenta, l'objet transmet le rouge et absorbe le bleu. Le cyan est un m�lange de vert et de bleu. Eclair� en lumi�re cyan, l'objet transmet le vert et absorbe le bleu.
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5. Interactions lumi�re-mati�re. ( 1 pt)
Le diagramme ci-dessous pr�sente les premiers niveaux d'�nergie de l'atome de sodium.

- Un photon susceptible de ioniser cet atome doit poss�der une �nergie minimale de 5,14 J. Faux.
5,14 eV.
- La transition du niveau E2 au niveau E4 s'acompagne de l'absorption d'un photon. Faux.
Absorption d'un photon ou choc avec un �lectron d'�nergie sup�rieure � E4-E2.
- Il peut y avoir �mission ou absorption d'un photon ayant une �nergie de 1,76 J. Faux.
- La longueur d'onde dans le vide, exprim�e en nm, de la radiation associ�e � la transition du niveau E1 au niveau E4 a pour expression:
l = 6,63 10-34 *3,0 108 *109/((5,14-1,51) *1,6 10-19). Vrai.

6. Radioactivit�. 1 pt.
- Un noyau de polonium A84Po instable subit une d�sint�gration de type alpha et �met un noyau fils le plomb 206 20682Pb. Ce noyau de polonium contient 126 neutrons. Vrai.
A84Po --->20682Pb +42He.
Conservation du nombre de nucl�ons A = 206+4 = 210 ; le noyau de polonium 210 contient 210-84 =126 neutrons.
- Pour un �chantillon radioactif, on constate la d�sint�gration de 1200 noyaux en 20 minutes. L'activit� de l'�chantillon est 600 Bq. Faux.
A = 1200 /(20*60)= 1 Bq.
- Lors d'une d�sint�gration �+, il y a �mission d'un proton. Faux.
Emission d'un positon 01e.
- La demi-vie t� d'un �l�ment radioactif est le temps au bout duquel son activit� initiale est divis�e par 2. Un �chantillon d'oxy�ne 15, de demi-vie t� =2 min a une activit� de 103 Bq � la date t=0. Au bout de 15 minutes, son activit� est infrieure � 10 Bq. Vrai.
Au bout de 7 demi-vie ( 14 minutes ) son activit� est 103 / 27 ~8 Bq.

7. R�actions nucl�aires : masse et �nergie. 1 pt.
- La masse du noyau est inf�rieure � la somme des masses de chacun de ses nucl�ons. Vrai.
- Le d�faut de masse du noyau est positif alors que la perte de masse li�e � une r�action nucl�aire est n�gative. Faux.
R�action endo�nerg�tique : fission d'un petit noyau ou fusion de gros noyaux.
 - L'�nergie lib�r�e par la fission d'un noyau d'uranium 235 est de l'ordre de 200 MeV alors que celle lib�r�e par la fusion d'un noyau de tritium et d'un noyau de deut�rium est d'environ 3,2 10-13J. En comparant les �nergie lib�r�es par nucl�on, on peut afirmer que la fusion lib�re plus d'�nergie que la fission. Faux.
Fission : 200 106 *1,6 10-19  / 235 = 3,2 10-11 / 235 =1,36 10-13 J / nucl�on.
Fusion : 3,2 10-13 / 5 =6,4 10-14 J / nucl�on.
-  Lorsque l'on compte la masse des r�actifs et celles des produits pour calculer l'�nergie lib�r�e par une r�action nucl�aire, il est inutile de prendre en compte la masse des particules l�g�res isol�es comme le proton, le neutron, l'�lectron etc..., car leur masse est n�gligeable devant celle des noyaux mis en jeu.  Faux.

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