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Spectre électromagnétique et énergie: Exercice
Bonjours, j'ai un exercice difficile. J'ai répondu à tout ce que je pouvais même si je ne suis pas sur des résultats mais il y a des questions que je n'arrive pas. Pouvez-vous m'aider? J'ai souligné les consignes que je ne savais pas faire
ÉNONCÉ:
Le schéma ci-dessous représente le spectre électromagnétique. Les trois axes font respectivement apparaître l'énergie transportée, la longueur d'onde et la fréquence.
1. Rappelez la définition de la fréquence d'un phénomène périodique
2. La fréquence f et la longueur d'onde 
sont deux grandeurs vérifiant la relation: c=*f, où c est la vitesse de propagation de l'onde
a) Rappeler les unités de et de f. En déduire celle de c. Est-ce cohérent?
b) Pourquoi peut-on dire que la fréquence et la longueur d'onde sont inversement proportionnelles?
3. a) Calculer la vitesse de propagation des ondes électromagnétiques.
b) En déduire la valeur de la fr"quence à laquelle s'achève le domaine des ondes radio
4. Rappeler l'unité usuelle dans laquelle est exprimée l'énergie.
5. L'énergie E transportée par une onde et la longueur d'onde sont reliées par E=h*c/, où h est la constante de Planck (h=6.6*10^-34 J.s)
a) Sachant que 1eV=1.6*10^-19 J, calculer la valeur de l'énergie transportée par un rayonnement visible rouge(=750nm)
b) Vérifier que la constante h s'exprime bien en J.s
c) En déduire la valeur de la longueur d'onde à laquelle débute le domaine ultraviolet
6. Reproduire le spectre électromagnétique, puis compléter avec les résultats précédent
MES RÉPONSES:
1. c'est le nombre de fois qu'il se produit en un instant T
2. a) est en M puis f en Hz. Je suppose que c est en Hz/m
b) car plus la fréquence est grande plus sera petit ou inversement
3. a) comme on voit dans le schéma chaque ondes à son domaine donc j'ai pris le plus gros et j'ai soustrait le petit. EX: onde X, 10^-11-10^-8=10^-3 (longueur onde) et 10^19-10^16= 10^3 et donc c=10^-3*10^3=1Hz/M c'est bien ça?
b) Je sais qu'il faut le trouver avec la formule c=*f mais je sais pas qu'elle valeur mettre, j'ai pas compris
4. en eV ou J
5. a) E=(h*c)/
=(6.6*10^-34*3.00*10^10)/(750*10^-6)
= 2.64*10^-21 J soit 0.166 eV
Bonjour,
Alors:
1) La fréquence d'un phénomène périodique est le nombre de périodes T en 1 seconde. Elle s'exprime en Hz.
2) a) On te demande ici une petite analyse aux dimensions de ta formule. Je m'explique:
Dans le cas de c = f*. Tu sais que f est en Hz et que étant une longueur d'onde est forcément en m (oui, c'est une longueur... d'une onde).
Pour savoir en quoi est c, tu utilises ta formules mais avec tes unités:
c = [Hz]*[m] ce qui n'est pas terrib'
Or d'après ta définition en réponse 1) tu dis que la fréquence est le nombre de périodes T en 1 seconde, soit: T/[s]. Pour 1 période, de combien sera ta fréquence? elle sera de f = 1/[s]... tu me suis??
Revenons sur notre formule:
c = 1/[s] * [m]
Or tu peux écrire 1/[s] sous la forme: s^(-1)
D'où: c = [s^(-1)] * [m] 
Est-ce que t'es OK jusque là déjà?? Si qq chose de pas claire, n'hésite pas à me le signaler. J'attends ta réponse et en fonction de celle-ci, je continuerais à t'aider
Oui j'ai très bien compris! J'avais oublié les liens de la fréquence avec T... 
Oui donc c est en m/s
Pas grave, à force de travail la vigueur viendra 
Super alors!
b) fréquence et longueur d'onde inversement proportionnelles parce que comme nous l'avons dis précédemment, la fréquence f est le nombre de période T en 1 seconde, d'où: f= 1/T
3)a) Les ondes électromagnétiques ici présentes sont les radios, les IR, les UV, les X et les 
.
Il te suffit de calculer pour chacune d'entre elle la vitesse c à partir de c = *f.
Je te fais pour les radios par ex:
c = *f
avec = 10^-3 m
f=10^11 Hz
c = 10^-3*10^11 = 10^8 m.s-1
Tu constates que c'est du même ordre de grandeur que la vitesse de la lumière, ce qui est totalement cohérente puisque tu sais que les ondes radios se propagent à la vitesse de la lumière...
Tu trouves quoi aux autres?
3)b) Tu sais maintenant que c = 3.10^8 m.s-1, il te suffit de trafiquer la formule pour que tu obtiennes du f=... et d'en déduire par méthode numérique le nombre demandé.
A toi
Je te réponds à ça demain aprem, je dois éteindre l'ordi! Ordre des parents
Merci en tout cas de ta patience et de ton aide!
A demain
Pas de problème
A demain!
je tombe sur un petit pépin dans ton exo... je trouve 3E11 Hz comme fréquence max pour les ondes radios. Or le max est de 30MHz = 30E9 = 3E10 Hz... tu me diras ce que t'obtiens demain
holala quelle andouille je suis!! XD
Erreur de ma part: 30MHz = 30E6 = 3,0E7 Hz! ça n'arrange pas le coup... :-/
En fait c'est ton schéma qui est pas cohérent... il est un peu faux. Regarde: [url]http://www.google.fr/imgres?client=firefox-a&hs=7nm&sa=X&rls=org.mozilla:fr
fficial&channel=fflb&biw=1173&bih=818&tbm=isch&tbnid=FHqZN-p_a5kNqM:&imgrefurl=http://fr.wikipedia.org/wiki/Rayonnement_%25C3%25A9lectromagn%25C3%25A9tique&docid=CiR3Oc_r3t9tKM&imgurl=http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/79/Spectre_onde_electromagnetique.png&w=732&h=279&ei=E9ksUvvfN5KY0QWA6YGIBQ&zoom=1&iact=rc&dur=1&page=1&tbnh=108&tbnw=284&start=0&ndsp=19&ved=1t:429,r:0,s:0,i:82&tx=158&ty=231[url]
Il est tellement simplifié qu'il en est faux. Bref, dans le cas de ton exercice et de ton schéma, mon résultat est juste finalement.
Pour la question 3)b) f = 3E11 Hz.
A demain pour tes réponses
Bon courage!
3a)
pour les infrarouge c= 10^-5*10*14= 10^8
pour les UV c= 10^-8*10^16= 10^8
pour les X c=10^-11*10^19=10^8
pour les de même
c'est ça?
3b)
c=f* soit f=c/ soit f= (3.00*10^8)/10^-3=3*10^11 Hz c'est ça?
Oui, elles sont toutes du même ordre de grandeur que la vitesse de la lumière
En revanche pour tes calculs, REDIGE stp... prends en l'habitude, tu peux être pénalisé pour ça au bac! fais très attention!!
Pense aux unités, à détailler ton calcul et à faire une phrase récapitulant ce que tu as découvert.
Comme tu le fais ici:
3b) c=f*
soit f=c/ soit f= (3.00*10^8)/10^-3=3*10^11 HzD'ailleurs ta réponse est juste
4) Joules seulement. C'est l'unité usuelle, pas les eV...
5)a)
E=(h*c)/
=(6.6*10^-34*3.00*10^10)/(750*10^-6)
= 2.64*10^-21 J soit 0.166 eV
C'est faux
=> La vitesse de la lumière est de 3E8 m.s-1 et non de 3E10 m.s-1
=> Les nm se convertissent par 1E-9 et non 1E-6...
=> Bravo pour la rédaction
On reprend:
E = hc/
= (6,63E-34*3,00E8)/ 750E-9 = 2,65E-19 J (petite astuce: si tu trouves du 10^-19 J à ton résultat, tu peux dire "Youpi!" )
Conversion en eV:
1eV = 1,60E-19 J
? = 2,65E-19 J => 2,65E-19/1,60E-19 = 1,66 eV
As-tu des questions pour cette partie?
Non je connaissais les calculs mais l'erreur de donnée que j'ai mis à directe fait le résultat faux....
Par contre on arrive dans la partie que j'ai pas compris après
D'accord, on va regarder ça donc
Quand on te demande te vérifier que tel truc fait telle unité, ça veut dire qu'on veut que t'utilises uen analyse dimensionnelle de la formule.
Par exemple: v = d/t. En qui s'exprime v?
d étant une distance, s'exprime en m
t étant un temps, s'exprime en s
d'où v = [m]/[s]. Son unité est m/s ou m.s-1 en écriture scientifique.
Avec E = h*c/, c'est la même démarche. Or tu veux l'unité de h, alors tu trafiques un peu la formule:
h = E * / c
Essaye seul de trouver l'unité de h et montre moi ton développement. Si tu bloques, dis-moi où
h=E*
/c
h=J*m /m.s-1
h= J.s-1 ?
Oui
Par contre pour ta rédaction, pense à mettre entre crochets et barre bien les m pour que ton correcteur comprenne ta démarche. Tu évites de perdre des points bêtement (je sais de quoi je parle...
)
pour le 5c) en gros si je reprends la formule:
h=E*
/c
=h*c/E
mais la je trouve pas E
Le E tu le trouves grâce à ton schéma donné. Il te faut lire sur l'axe de l'énergie où se trouve ta valeurs souhaitée, en l'occurrence, la valeurs de départ de la zone des UV
Que lis-tu donc?
et non ^^
Regarde bien comment c'est gradué. Tu as des puissances de 10, il te faut lire sur l'axe quelle puissance de 10 correspond à la limite de cette zone à UV.
Donc? 10^... eV ?
Ah mais je lisais le commencement de gauche --'
ah oui donc 10^2
=h*c/E
=((6.6*10^-34)*(3*10^8))/(10^2)
=1.98*10^-27 m?
mazette O.o
A la question 4 on t'a demandé l'unité de l'énergie et t'as répondu le Joule. Ici tu as laissé ton énergie en eV... l'unité SI est le joule et non l'eV :-/
Reprends ton calcul avec la correction et normalement ça devrait être bon cette fois
= 1,24E-8 = 12,4E-9 = 12,4 nm.
Fais attention quand tu tapes à la calculatrice:
(6,63E-34 * 3E8)/(1E2*1,6E-19) = 1,2375E-8 m
La "E" se trouve au dessus de la "," sur la Ti. Il te suffit de faire "2nde" et ","
Pour la 6 je te fais confiance, c'est pas bien compliqué. T'as tous les résultats, il te suffit de les placer les résultats obtenus de et de E sur les axes correspondants
As-tu des questions? même sur une toute autre chose?
Il n'y a pas de honte à avoir, nous sommes ici pour répondre à toutes les questions
Bon courage à toi et si besoin, n'hésite pas à venir sur le forum!
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