Aurélie 26/06/13
 

 

Radioactivité, réfraction sur une lame de verre, couleur d'un objet, d'après concours technicien 2013.

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Définir isotopes, numéro atomique, nombre de masse.
Deux isotopes ne diffèrent que par leur nombre de neutrons ; ils ont le même numéro atomique Z.
Le numéro atomique, ou nombre de charge correspond au nombre de protons dans le noyau de l'atome.
Le nombre de masse est le nombre de nucléons du noyau, nombre de protons et nombre de neutrons.

Sous certaines conditions, le deutérium et le tritium peuvent fusionner en donnant le noyau de gaz noble le plus léger du tableau périodique.
Quel est ce gaz ?
Hélium 42He.
Ecrire la réaction de fusion.
21H +31H --->42He +10n.
A quel autre élément chimique appartiennent les noyaux de tritium et deutérium.
Deutérium et tritium sont des isotopes de l'hydrogène.

On dispose de 200 g de radium 226 de constante de désintégration l = 1,36 10-11 s-1.
Déterminer sa demi-vie en années.
t½ = ln2 / l = ln2 / (
1,36 10-11) =5,1 1010 s ou 1,6 103 ans.
Combien en restera-t-il dans 100 ans ?
m = m0 exp(-lt) avec l = 1,36 10-11*3600*24*365 =4,29 10-4 an-1.
m = 200 exp(-4,29 10-4*100) =192 g.

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Réfraction sur une lame de verre.
Un rayon lumineuc frappe une lame de verre, d'indice nverre = 1,5, aux surfaces parfaitement parallèles, sous un angle d'incidence de 60°.
A quel angle est-il transmis dans la lame ?

Loi de Descartes pour la réfraction sur la face d'entrée : nair sin 60 = nverre sin r. (1).
sin r = sin 60 / 1,5 = 0,577.
 r = 35,3 ° ~35°.
A quel angle ressort-il de la lame ?
Angle d'incidence sur la face de sortie : r.
Loi de Descartes sur la face de sortie, en notant i' l'angle de sortie dans l'air.
nverre sin r = nair sin i'.
En tenant compte de (1) : i' = i = 60°.
Le rayon émergent et le rayon incident sont parallèles.

Un objet rouge qui réfléchit la longueur d'onde lair = 629 nm dans l'air est plongé dans l'eau.
Quelle est la longueur d'onde dans l'eau ? neau = 1,33.
lair / neau = 629/1,33 =473 nm.
De quelle couleur apparaît l'objet immergé dans l'eau pour une personne hors de l'eau et une personne dans l'eau ?
Pour le cerveau, la couleur d'un objet est déterminée par la fréquence de la radiation réfléchie. Or la fréquence est une constante, quel que soit le milieu de propagation.
L'objet est rouge pour les deux observateurs.




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