CORRIGE des Exercices d'entraînement Chapitre 3 : Composition de la matière / Chapitre 1 : Signaux périodiques

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1 CORRIGE des Exercices d'entraînement Chapitre 3 : Composition de la matière / Chapitre 1 : Signaux périodiques Chapitre 1 : Signaux Périodiques 1) Un phénomène périodique est un phénomène qui se reproduit à l'identique dans le temps (Ex : mesures de tensions sinusoidales à l'oscilloscope/latis Pro Voir TP n 1). 2) Sur les graphes ci-contre, seuls les signaux B et C sont effectivement périodiques, car le signal se répète identiquement à lui même, le signal A, par contre, s'atténue au cours du temps, donc, même si la forme "sinusoidale" paraît répétitive, cela ne suffit pas, car ici l'amplitude diminue avec le temps (voir la définition de l'amplitude dans le TP n 1). 1) Entre le 1er pic (t = 0s) et le 2 nd (t = 250 ns), on mesure alors la période directement : T = s = 2, s (NB : nano = 10-9 ) 2) f = 1/ T = 1/( 2, ) = Hz = 4 Mhz (NB : Mega = 10 6 ) 3) On peut donc dire qu'effectivement, la fréquence trouvée est bien dans l'intervalle des Ultrasons...

2 1) a) La perte d'audition ne se fait pas avec la même atténuation en db pour toutes les fréquences audibles : les fréquences hautes (donc les aigus) sont plus atténués avec l'âge que les fréquences basses (donc les graves). Par exemple, à Hz, la différence d'atténuation entre 20 et 60 ans est de 45 db de perte. Pour une fréquence de 500 Hz, entre 20 et 60 ans, elle n'est que d'environ 10 db... b) On cherche, pour la courbe 60 ans, le point de cette courbe d'ordonnée 20 db, et on reporte l'abscisse de ce point et on trouve environ 2000 Hz. 2) a) Sur ce graphique, on mesure 3 périodes pour 200 µs (NB : µ = micro = 10-6 ), si on prend le début de la 1ère période au passage à 0, pour t = 0, le 6ème passage à 0 (donc la fin de la 3ème période) se fait pour t = 200 µs, donc : T = 200 / 3 = 66,7 µs = 6, s et donc : f = 1 / T = 1 / (6, ) = Hz b) Oui, un "jeune" de 20 ans ne connaît pas encore d'atténuation notable puisque la courbe de perte, à 20 ans, reste autour de 0 db. c) On vérifie bien qu'à Hz, c'est une fréquence aigue particulièrement atténué chez les adultes... donc que les jeunes peuvent entendre facilement, mais pas les adultes, en tous cas, beaucoup moins bien... 1) On lit directement, grâce aux graduations sur le chronogramme un pic au milieu entre 60 et 75 soit 67,5 pulsations/min 2) On manque vraiment de précision à cause du manque de graduations et notre lecture est alors imprécise. 3) On peut alors, pour être plus précis, utiliser l'échelle "5 mm correspond à 0,20 seconde", et on mesure entre les 2 pics : 2,4 cm soit 24 mm, donc, par un produit en croix : 5 mm = 0,20 s 24 mm =? On obtient : T = 24 * 0,20 / 5 = 0,96 s 4) On peut calculer la fréquence associée soit : f = 1 / T = 1 / 0,96 = 1,041 Hz soit, en pulsation par minute (60 s) = 62,5 bpm on voit bien qu'il y a un écart conséquent avec les 67,5 Hz déterminés ci-dessus. On peut vérifier pour une autre graduation : on lit 1,6 cm pour la graduation 100, soit : 1,6 cm est équivalent à : T = (16/5 * 0,2) = 0,64 s, soit f = 1/0,64 = 1,5625 Hz, soit encore 93,75 bpm... C'est cohérent, mais toujours pas très précis!

3 Chapitre 3 : Composition de la matière Réponses : 1) A et C car = A = 56 nucléons... 2) B (égale à e = 1, C et l'inverse de celle de l'électron). 3) A.

4 4) B et C. On peut négliger la masse des électrons, donc reste à compter la masse du noyau, donc de ses nucléons... 5) C. 6) A et C : la définition d'un cation est un ion de charge +. 7) B et C. 8) A et C : atome et ion gardent le même noyau, seuls le nombre d'électrons change et ce sont tous des "variantes" de l'élément oxygène... 9) B et C : le sulfate de cuivre contient des ions Cuivre II, et l'ion Cuivre II est bien lié à l'élément chimique Cuivre... 10) A et C (Cours à venir...) Niveau 2 : 1) 16 protons, 16 neutrons et 18 électrons, donc 34 nucléons soit l'écriture symbolique de l'ion sulfure (qui a 2 électrons de plus, par rapport à Z de l'élément S, donc de charge 2-) soit : S 16 2) Pour être isotope, il faut avoir le même Z... mais pas forcément le même nombre de neutrons, donc ici : (16,18,16) est isotope du soufre, car on 16 protons et un nombre différent de neutrons. Niveau 1 : 1) a) 32 nucléons b) Voir ci-dessus. 2) Voir raisonnement du Niveau 2. 1) Cations (ions positifs) : ions Ca 2+, Mg 2+, K +, Na +... Anions (ions négatifs) : F -, Cl - (les autres ne sont pas monoatomiques) 2) 18 électrons correspond à un rangement électronique ou structure électronique : (K) 2 (L) 8 (M) 8, donc si l'ion Calcium a perdu 2e car de charge 2+, alors c'est qu'il avait au départ 20 électrons, donc Z = 20, pour respecter la règle de l'octet. 3) L'ion fluorure est de charge -, donc c'est un atome de fluor qui a gagné 1e, donc il en avait 9 au départ, soit Z = 9.

5 1) L'écriture symbolique nous fournit 26 protons et 26 électrons, et s'il l'élément Fer perd 3 électrons, alors, il devient Fe 3+. 2) O 2-. Nota Bene : le composé, électriquement neutre, à base d'ions Fer III et d'ion oxygène est le Fe 2 O 3, ce qui signifie que cet assemblage contient 2 ions Fer III et 3 ions oxygène pour réaliser la charge globale : 2 * (+3) + 3 * (-2) = 0! 1) H et He. 2) Fe : proche du noyau et dans le noyau terrestre, en tous cas, dans les couches sous terrestres... 3) Car le corps contient beaucoup d'eau et la molécule d'eau contient 1 atome O. On respire aussi du dioxygène O 2, contenu dans l'air... 4) Donc on peut déduire, en cela, que le corps humain est naturellement adapté aux ressources terrestres, la terre étant son lieu d'évolution et effectivement, il y a peu d'o dans le soleil, mais beaucoup sur terre (75% de la surface terrestre sont des océans...)