Devoir de physique-chimie en terminale S
Rapports de Stage : Devoir de physique-chimie en terminale S. Recherche parmi 298 000+ dissertationsPar dissertation • 4 Janvier 2013 • 1 815 Mots (8 Pages) • 1 468 Vues
PHYSIQUE-CHIMIE
Terminale S
SUJETS ZÉRO 2013
SPÉCIALITÉ
Enseignement de spécialité, extrait du BO
En plaçant l’élève en situation de recherche et d’action, cet enseignement lui permet de consolider les compétences associées à une démarche scientifique. L’élève est ainsi amené à développer trois activités essentielles chez un scientifique :
la pratique expérimentale
l’analyse et la synthèse de documents scientifiques
la résolution de problèmes scientifiques.
EXERCICES DE SPÉCIALITÉ (5 points)
Sont présentés ici trois exercices de spécialité. Chacun de ces exercices, juxtaposé aux exercices 1 et 2 d’un sujet spécifique, formerait un sujet de spécialité.
COMMENT SONT POSITIONNÉES LES FRETTES SUR LE MANCHE D’UNE GUITARE ? (5 points) 2
ÉTUDE DE DEUX NANO-OBJETS (5 points) 5
la salinitÉ POUR SURVEILLER LES OCÉANS (5 points) 9
COMMENT SONT POSITIONNÉES LES FRETTES SUR LE MANCHE D’UNE GUITARE ? (5 points)
Comme le montre la photographie ci-dessous, pour modifier la hauteur du son émis, le guitariste appuie sur la corde au niveau d’une case, de façon à modifier la longueur de la corde utilisée. Des pièces métalliques, nommées frettes, délimitent les cases sur le manche d’une guitare.
En s’appuyant sur les documents donnés aux pages 3 et 4, répondre aux questions suivantes :
1. Discuter qualitativement de l’influence de la longueur, de la tension et de la masse par unité de longueur de la corde sur la fréquence du son émis par une corde vibrante.
2. Expliquer qualitativement comment un guitariste passe d’une note jouée Sol à la note La de la même octave et à l’aide de la même corde.
3. Déterminer les fréquences de Do3 et Do4.
4. Prévoir les positions approchées en cm des quatre premières frettes. Effectuer ensuite quelques vérifications simples à l’aide de la photo du document 1.
DOCUMENTS DE L’EXERCICE
Document 1 : Description du manche d’une guitare
Document 2 : Corde vibrante
Document 3 : Gamme tempérée
ÉTUDE DE DEUX NANO-OBJETS (5 points)
Cet exercice s’intéresse à l’interaction lumière-matière pour deux nano-objets : les cyanines et les nanocristaux Cadmium-Sélénium.
Un dossier documentaire est mis à la disposition du candidat pour répondre aux questions posées.
Un raisonnement scientifique est attendu à chaque réponse.
Après les Led (Light Emitting Diodes) et les Oled (Organic Leds), bienvenue aux QLed, avec un Q pour Quantum. Cette nouvelle génération d’écrans utilise en effet des « boîtes quantiques » pour allumer les pixels. Ces minuscules nanoparticules émettent de la lumière lorsqu’elles sont excitées. Cette curiosité de laboratoire pourrait devenir une nouvelle technologie d’affichage.
La société américaine QD Vision, issue du MIT (Massachusetts Institute of Technology), a ainsi présenté un prototype au salon « Society of Information Display 2011 » consacré aux écrans.
Source : Forum Futura Sciences
On propose de trouver le lien entre la taille d’un nano-objet et la couleur de la lumière perçue.
Montrer par un raisonnement quantitatif simple qu’une molécule de cyanine est un objet de taille nanométrique.
Recopier sur votre copie la figure 3.2. du document 3, puis compléter le mécanisme d’absorption par une molécule de cyanine. Vérifier que la variation d’énergie ∆E correspondant à l’absorption d’un photon par une molécule de cyanine représentée sur le document 2 est de l’ordre de quelques électron-volts.
Montrer que l’énergie cinétique moyenne d’un électron qui participe à une double liaison d’une molécule de cyanine de longueur L est :
Justifier l’évolution de l’énergie de fluorescence ∆E en fonction de la taille du nanocristal.
Déterminer la taille d’un des trois nanocristaux présentés dans le document 5.
DOCUMENTS DE L’EXERCICE III
Document 1. Données
Constante de Planck : h = 6,6210-34 J.s
Célérité de la lumière dans le vide : c = 3,00108 m.s-1
Valeur de l’électron-volt : 1 eV = 1,6010-19 J
Masse de l’électron : me = 9,1110-31 kg
Longueur moyenne d’une liaison covalente : l = 0,1 nm
Document 2. La cyanine : un colorant organique
Document 3. Etapes du processus d’absorption de la cyanine
Figure 3.1. Figure 3.2.
Document 4. Le nanocristal CdSe : une nanoparticule semi-conductrice
Des nanosphères de séléniure de cadmium de quelques nanomètres de diamètre sont utilisées comme marqueurs fluorescents. Dans une telle sphère, l’onde associée à un électron
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