1. Citer deux sources de radiations ultraviolettes.
2. Citer une source de radiations infrarouges.
3. Choisir parmi les différents domaines spectraux ci après :

   750 nm à 1 mm ; 400 nm à 750 nm ; 10 nm à 400 nm ; 0,001 nm à 10 nm.

• celui qui correspond aux radiations UV,
• celui qui correspond aux radiations IR.

1. Citer une application des radiations ultraviolettes et une application des radiations infrarouges.
2. Donner la valeur de la célérité, c, de la lumière dans le vide.
3. Calculer l'énergie d'un photon infrarouge de fréquence n = 1,5.10¹⁴ Hz.
4. Calculer la longueur d'onde l, dans le vide, de l'onde associée à ce photon.

   Données : Constante de Planck : h = 6,62.10^-34 J.s.

Le spectre des ondes électromagnétiques est partagé en plusieurs parties. Pour chacun des domaines A et B de l'échelle ci-dessous, donner son nom et citer une source d'émission.

1. Donner l'ordre de grandeur des longueurs d'onde l₁ et l ₂ des radiations correspondant aux limites du spectre visible.
2. On considère une onde de fréquence n = 640 10¹² Hz.

• A quelle vitesse se déplace-t-elle dans le vide ?
• Quelle est sa longueur d'onde dans le vide ?
• A quel domaine appartient cette onde ?
• Quelle est l'énergie du photon associé à cette onde ?

Un solénoïde de longueur L = 0,50 m comportant N = 1200 spires est traversé par un courant d'intensité I = 5A. Une aiguille aimantée placée dans le solénoïde prend la position indiquée sur le schéma ci-dessous.

1. Tracer l'allure des lignes de champ du spectre magnétique à l'intérieur du solénoïde, puis représenter le vecteur champ magnétique en un point intérieur au solénoïde.
2. La relation qui permet de calculer la valeur du champ magnétique à l'intérieur du solénoïde est : B=m₀ N/L I

• Rappeler le nom de l'unité de champ magnétique.
• Calculer la valeur B du champ magnétique à l'intérieur du solénoïde considéré. La perméabilité magnétique du vide vaut : m₀ = 4 p.10^-7 S.I

1. On souhaite à présent créer dans ce solénoïde un champ magnétique intense de valeur B = 0,5 T. Calculer l'intensité I du courant électrique qui devrait traverser le solénoïde pour créer un tel champ magnétique.
2. Le passage d'un courant électrique d'intensité I dans un conducteur s'accompagne d'un dégagement de chaleur. La puissance calorifique dégagée, exprimée en watts, a pour expression : P = r I² ; r représentant la résistance du conducteur. Dans le cas du solénoïde, cette résistance est r =1,2 W. Calculer la puissance calorifique dégagée suite au passage du courant d'intensité précédemment calculée .
3. Que penser d'une telle puissance sachant que celle d'un fer à repasser d'usage courant est de l'ordre de 2000 watts ?
4. Certains noyaux atomiques sont assimilables à de petits aimants, en particulier le noyau de l'atome d'hydrogène constitué d'un unique proton. Cette propriété magnétique du proton est mise à profit en imagerie médicale dans l'exploration des structures aqueuses, permettant d'étudier à la fois la forme et le fonctionnement d'organe (le cerveau, le coeur, ....)

Rappelons la technique :

Le corps du sujet à explorer est soumis à un champ magnétique continu intense qui oriente les protons contenus dans les noyaux des atomes d'hydrogène des molécules d'eau. Le fait ensuite d'appliquer aux protons un second champ magnétique alternatif grâce à une onde électromagnétique de fréquence spécifique entraîne un basculement de l'axe de ces petits aimants que sont les protons. A l'arrêt de l'exposition au champ variable les protons retrouvent leur orientation d'origine en émettant des signaux, dont la fréquence dépend de leur localisation, traduits en image grâce à un système informatique.

1. Quel est le nom de cette technique d'imagerie médicale ?
2. L'application d'un champ magnétique uniforme d'intensité 0,12 T sur une substance hydrogénée puis la superposition d'une onde électromagnétique de fréquence n = 2195.10⁶ Hz produit le basculement des protons. Calculer l'énergie de chaque photon constituant l'onde (ou radiation) électromagnétique engendrant le basculement.
3. Calculer la longueur d'onde dans le vide de la radiation électromagnétique absorbée par la substance hydrogénée.
4. Fait-elle partie du domaine visible ? domaine hertzien ? rayons X ?
5. Ce type d'onde est-il, de ce fait, dangereux ?

Données : constante de Planck : h = 6,62.10^-34 J.s.

célérité de la lumière : c = 3.10⁸ m.s^-1.