Aurélie 08/03/10
 

 

 Optique, lentille mince, ondes électromagnétiques, titrage acide base, concours orthopsie Marseille 2008.


.
.


Lentille mince.

Quels sont les trois points particuliers qui permettent de caractériser une lentille mince convergente ? Les définir.
Le centre optique O : un rayon incident passant par le centre optique n'est pas dévié.
Le foyer principal objet F : tout rayon incident passant par le foyer principal objet, émerge parallèlement  à l'axe optique principal.
Le foyer image F' : tout rayon incident parallèle à l'axe optique principal, émerge en passant par le foyer principal image.

Un objet plan AB de 5 mm est placé à 5 cm devant une lentille mince qui possède une vergence C= 7,5 dioptries. L'objet est perpendiculaire à l'axe optique et le point A est sur cet axe.
Quelle est la position de l'image ?
Appliquer la formule de conjugaison :

L'image est 8 cm à gauche de la lentille.
Quelle est la taille de l'image ?
Utiliser le grandissement transversal.

Quelle est l'orientation de l'image ?
Le grandissement transversal est positif : l'image et l'objet ont le même sens ( image droite )
Comment appelle t-on ce type de lentille ?
La vergence est positive : la lentille est convergente.
L'image est droite, plus grande que l'objet : la lentille fonctionne en loupe.


Téléobjectif.
Un téléobjectif est formé de deux lentilles minces distantes de 3,5 cm. La première lentille mince est convergente et possède une distance focale image  de 5 cm. La seconde est une lentille mince divergente et possède une distance focale de image de -2 cm.
A quelle distance de la lentille convergente, l'image d'un objet lointain se forme t-elle ?
Lentille L1 : l'image A1B1 d'un objet lointain se forme dans le plan focal image de cette lentille.
C'est çà dire à 5 cm à droite de L1 ou à 1,5 cm à droite de L2.
A1B1 joue le rôle d'objet pour L2 :
 

 

L'image définitive est donc à 3,5 +6 = 9 cm à droite de L1

Ondes électromagnétiques.

On considère une onde électromagnétique  possédant une longueur d'onde de 404 nm dans le vide.
Quelle est sa fréquence ? ( c = 3 108 m/s)
n = c /l = 3 108 / 404 10-9 = 7,4 1014 Hz.
Quelle sera sa vitesse de propagation dans le verre d'indice n = 1,54 ?
v = c / n = 3 108 /1,54 =1,95 108 m/s.
Quelle sera sa longueur d'onde dans le verre ?
l = v / n =1,95 108 / 7,4 1014 =2,62 10-7 m = 262 nm.

En se désexcitant un atome d'hydrogène émet un rayonnement électromagnétique possèdant une énergie  de 10,2 eV.
Ce rayonnement est t-il mono ou polychromatique ? Pourquoi ?
L'énergie de l'atome est quantifiée : ce rayonnement est monochromatique.
Donner la fréquence et la longueur d'onde de ce rayonnement.
Exprimer l'énergie en joule : E = 10,2 * 1,6 10-19 = 1,632 10-18 J.
E = h n ; n = E/h =
1,632 10-18 / 6,62 10-34 =2,47 1015 Hz.
l = c / n
3 108 / 2,47 1015 =1,22 10-7 m = 122 nm.
La longueur d'onde dans le vide étant inférieure à 400 nm, ce rayonnement appartient au domaine UV.





 
Titrage acide base.
Un becher contient 100 mL d'une solution d'hydroxyde de sodium de pH=11. On y verse un volume V d'acide sulfurique de concentration C = 0,01 mol/L.
Pour quelle valeur de V a t-on l'équivalence ?
L'acide sulfurique est un diacide :  [H3O+] = 2 C = 0,02 mol/L.
H3O+ +
HO- = 2H2O.
Concentration de la soude : [
HO-] = 10-14 / 10-pH = 10-3 mol/L.
A l'équivalence les quantités de matière des réactifs sont en proportions stoechiométriques :
100
[HO-] = V *[H3O+]  ; 100*10-3 = 0,02 V ; V = 0,1 / 0,02 = 5 mL.

Une solution  HCl contient 1,8 % de sa masse en HCl dissous. Sachant que sa masse volumique est 1,27 kg L-1 et MHCl = 36,5 g/mol :
donner le pH de la solution.
1 L a une masse de 1,27 kg = 1270 g et contient 1270*1,8/100 = 22,86 g d'HCl pur.
soit  22,86/ 36,5 = 0,626 mol de HCl dans 1 L.
pH = - log 0,626 = 0,2.
Quelle quantité d'eau faut-il ajouter à 50 mL de cette solution pour avoir un pH de 1 ?
Concentration de l'acide dilué : 10-pH = 10-1 = 0,1 mol/L.
Facteur de dilution  F = concentration initiale / concentration de la solution diluée = 0,626 / 0,1 = 6,26.
Volume de la solution diluée / volume de la solution mère = F = 6,26
Volume de la solution diluée = 6,26 * 50 = 313 mL
Il faut ajouter 313-50 = 263 mL d'eau.









..











menu