Etude de la caléfaction, bac Polynésie 2024

La caléfaction est le comportement d'une goutte d'eau déposée sur une plaque très chaude. Elle ne se volatilise pas ni émmédiatement ni totalement mais demeure quelques minutes à l'état liquide au - dessus de la plaque, flottant sur un coussin de vapeur.
On appelle durée de vie, la durée au bout de laquelle la goutte s'est complétement évaporée après son dépôt.

Au delà de 100 °C, on distingue deux zones pour lesquelles le comportement de la goutte est différent.
Q1. Proposer un argument afin de justifier le manque d'intérêt de la zone B pour l'étude de la caléfaction.
Dans la zone B, l'eau est à l'état liquide.
Dans la zone C pour mesurer l'épaisseur du coussin de vapeur on fait passer un faisceau lumineux entre la goutte et la plaque. On observe sur l'écran placé à la distance D = 2,00 m le phénomène suivant. On note a l'épaisseur du coussin.

Q2. Nommer le phénomène observé.
Diffraction.
Q3. Donner une condition sur a pour que le phénomène soit observable avec un laser de longueur d'onde l.
a doit être du même ordre de grandeur que l.
Q4. Montrer à l'aide de la figure que q = L / (2D)
tan q ~q = ½ L / D
Q5. Exprimer a en fonction de D, L et q.
q = l / a= ½ L / D ; a = 2 l D / L.

Q6. Déterminer L.

Q7. Si l = 532 nm déterminer la valeur de a.
a = 2 x532 10^-9 x 2 / 0,031 =6,85 10^-5 m.