L'oeil,
lentille convergente, fusion et projet ITER, interférences.
Concours kiné Berck 2014
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L'oeil.
L'oeil réel peut être modélisé par différents éléments optiques, on
parle alors du modèle de l'oeil réduit.
Parmi les
affirmations suivantes, combien y en a-t-il d'exactes ?
L'élément (a) du schéma s'appelle la cornée et elle est assimilable à
une lentille mince convergente. Faux.
(a) cristallin assimilable à une lentille convergente.
L'élément (b) s'appelle l'iris, et il se comporte comme un diaphragme. Vrai.
L'élément (c) est une membrane photosensible : la sclérotique et elle
se comporte comme un écran. Faux.
(c) rétine, membrane photosensible.
Un oeil normal permet de voir, sans fatigue, un objet situé à l'infini.
Vrai.
Le phénomène qui
permet à l'oeil de voir nettement des objets plus ou moins éloigns
s'appelle l'accommodation. Vrai.
Lentille
convergente.
Une
lentille mince convergente de vergence C =5,0 dioptries permet de
former une image nette d'un objet réel sur un écran. L'objet AB,
assimilable à un segment, est perpendiculaire à l'axe optique de la
lentille et le point A est situé sur l'axe optique. la lentille donne
de cet objet une image A'B' réelle, renversée plus grande que l'objet.
L'écran se situe à la distance D = 1,50 m de l'objet AB.
Calculer
la valeur absolue du grandissement de la lentille.
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Fusion
et projet ITER.
La
réaction de fusion entre un noyau de deutérium et un noyau de tritium
conduit à la formation d'un noyau d'hélium et à un neutron. Le
deutérium se trouve dans l'eau de mer et le tritium peut être produit
par bombardement neutronique d'atomes de lithium.
21H
+31H --> 42He
+10n.
| Noyau ou
particule |
deutérium |
tritium |
hélium |
neutron |
| Symbole |
21H |
31H |
42He |
10n |
| Masse (
en u) |
2,01355 |
3,01550 |
4,00150 |
1,0086 |
1 u = 1,66054 10-27
kg ; masse
molaire du deutérium : M = 2,014 g/mol ; concentration massique du
deutérium dans l'eau de mer : C =32,4 mg/L ; pouvoir calorifique de
l'essence P =3,55 107 kJ m-3.
Calculer
le volume ( en L) d'essence permettant de produire autant d'énergie que
la fusion de tout le deutérium contenu dans 1 L d'eau de mer.
|Dm| =m(21H)
+m(31H)-m(42He)-m(10n)=2,01355+3,01550-4,00150-1,0086
=0,01895 u.
0,01895*1,66054 10-27
=3,1467 10-29 kg.
Energie libérée par une fusion : |Dm| c2=3,1467 10-29 *9
1016 =2,832 10-12 J.
Nombre de noyau de deutérium dans 1 L d'eau de mer :
CNA /M=0,0324 /2,014*6,023 1023
=9,69 1021.
Energie libérée par ces fusions : 9,69
1021*2,832
10-12 =2,74 1010 J.
Volume d'essence correspondant : 2,74 1010
/ 3,55
1010 =0,773 m3 = 773 L.
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Interférences.
On éclaire à l'aide d'un laser vert de longueur d'onde l deux fentes
d'Young, notées S1 et S2.
La distance des deux fentes est notée a. le point O' est le milieu du
segment S1S2. Les franges
d'interférences sont observées sur un écran parallèle au plan
des fentes et situé à la distance D des fentes. Le point O est
le projeté orthogonal de O' sur l'écran. La position du point M sur
l'écran est repré par son abscisse x = OM.
La différence de marche d
du point M se calcule par la reltion : d = S2M-S1M
= ax / D.
On donne : a = 0,30 mm ; D = 1,80 m ; l = 532 nm.
Parmi les
affirmations suivantes, combien y en a-t-il d'exactes ?.
Les deux fentes S1 et
S2 se comportent comme des sources cohérentes. Vrai.
L'interfrange i
est la distance entre deux franges consécutives de même nature. Vrai.
Au milieu d'une frange sombre, les interférences sont destructives. Vrai.
Le milieu de la première frange sombre se situe à 3,2 mm du point O'.
Faux.
i =
lD/a = 532 10-9 *1,80 / (3 10-4)
=3,19 10-3 m ~3,2 mm.
La première frange sombre se situe à x = ½i = 1,6 mm.
Le point M
d'abscisse x = 16 mm est au milieu d'une frange sombre. Faux.
x / i = 16 / 3,2 =5, nombre entier ; M est sur une frange
brillante.
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