Ondes et signaux - Spécialité
Interaction lumière-matière
Exercice 1 : Effet photoélectrique
Lorsqu'une plaque d'étain est soumise à un rayonnement de fréquence \( \nu = 2,46 \times 10^{15} Hz \), certains électrons sont arrachés et des atomes d'étain sont ionisés.
- Vitesse de la lumière : \( 3,00 \times 10^{8} m\mathord{\cdot}s^{-1} \)
- Constante de Planck : \( 6,626 \times 10^{-34} J\mathord{\cdot}s \)
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
Exercice 2 : Rendement d'un panneau solaire, énergie
Un panneau photovoltaïque reçoit une puissance lumineuse de \(540 W\). Son rendement est de \(16,0\%\).
On effectuera les calculs avec les valeurs exactes, qu'on arrondira au dernier moment.
On donnera le résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
Cette puissance électrique est utilisée pour alimenter un dispositif d’éclairage pour lequel les pertes par effet Joule sont évaluées à “pertes”. Le ratio de ces pertes s'élève à \(89,0\%\).
Quelle puissance lumineuse est disponible ?On donnera le résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
On donnera le résultat avec 2 chiffres significatifs.
On donnera le résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
Exercice 3 : Longueur d’onde d’une radiation à partir de l’énergie d’un photon
Les photons issus d'un rayonnement ont pour énergie \( 7,7 eV \)
On donne les valeurs suivantes :
- Constante de Planck : \(h = 6,63 \times 10^{-34} J \cdot s\)
- Célérité de la lumière dans le vide : \(c = 3,00 \times 10^{8} m \cdot s^{-1} \)
- \( 1 eV = 1,60 \times 10^{-19} J \)
On donnera la réponse avec deux chiffres significatifs.
Exercice 4 : Énergie d’un photon à partir de la longueur d’onde du rayonnement EM
Un photon a une longueur d'onde \( \lambda = 2,53 \times 10^{-7} m \).
On donne les valeurs suivantes :
- Constante de Planck : \(h = 6,63 \times 10^{-34} J \cdot s\)
- Célérité de la lumière dans le vide : \(c = 3,00 \times 10^{8} m \cdot s^{-1} \)
- \( 1 eV = 1,60 \times 10^{-19} J \)
On donnera la réponse en électronvolt avec 3 chiffres significatifs
Exercice 5 : Problème disjoncteur
Déterminer la puissance maximale consommée avant que les plombs ne sautent.
On donnera le résultat avec 2 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.