Quelle(s)

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Séance de tutorat n°3(UE3)
Question1

Quelle est la réponse exacte : L’énergie
d’une onde électromagnétique de nombre
d’onde 1500 cm(-1) correspond à :
2.9×10^(-20) J
2.9×10^(-20) eV
1.31×10^(-28) J
1.31×10^(-28) eV
Autre réponse
Question1 Réponse A

Quelle est la réponse exacte : L’énergie
d’une onde électromagnétique de nombre
d’onde 1500 cm(-1) correspond à :
2.9×10^(-20) J
2.9×10^(-20) eV
1.31×10^(-28) J
1.31×10^(-28) eV
Autre réponse
Question1:

Formule à utiliser:
E=hƲ=hc/λ=hc
Question2

Quelle(s) est (sont) la (les) réponse (s) exacte
(s) : Un photon de 40 GHz correspond à une
énergie de :
2.65×10^(-23) J
1.66×10^(-4) eV
15.94 J/mol
3.8×10^(-3) kcal/mol
Autre réponse
NB : 1cal=4,18J
Question2 Réponse ABCD

Quelle(s) est (sont) la (les) réponse (s) exacte
(s) : Un photon de 40 GHz correspond à une
énergie de :
2.65×10^(-23) J
1.66×10^(-4) eV
15.94 J/mol
3.8×10^(-3) kcal/mol
Autre réponse
NB : 1cal=4,18J
A.
E(J) =hƲ = 6.62×10^(-34) × 40×10^(9) =
2.65×10^(-23)
B. E(eV)= E(J)/1.6×10^(-19)=1.66×10^(-4) eV
C.E(J/mol)=E(J) × NA=E(J)×6.02×10^(23) =
15.94 J/mol
D. E(kcal/mol)=(E(J)/4.18×10^3 )× NA =
3.8×10^(-3) kcal/mol
Question3:

Afin de réaliser une expérience RMN, on place un sujet de 65 kg
dans un appareil de champ magnétique 2 T. Le champ de
radiofréquences permettant de modifier l’orientation des moments
magnétiques (B₁) est de 0.6 mT. Quelle(s) est (sont) la (les)
réponse(s) exacte(s).
La vitesse de précession (=la pulsation) des moments magnétiques des
noyaux d’hydrogène autour de B₀ est de 8.5×10^(7) rad/s.
La fréquence du courant parcourant la bobine radiofréquence est de
85.106 Hz.
La vitesse angulaire du mouvement de rotation des spins autour de B₁
est de 1.6 × 10 ^(3) rad/s.
La durée d’impulsion de 90◦ est de 10 ɥs.
durée d’impulsion de 180◦ est de 30 ɥs.
Question3: Réponse E

Afin de réaliser une expérience RMN, on place un sujet de 65 kg
dans un appareil de champ magnétique 2 T. Le champ de
radiofréquences permettant de modifier l’orientation des moments
magnétiques (B₁) est de 0.6 mT. Quelle(s) est (sont) la (les)
réponse(s) exacte(s).
La vitesse de précession (=la pulsation) des moments magnétiques des
noyaux d’hydrogène autour de B₀ est de 8.5×10^(7) rad/s.
La fréquence du courant parcourant la bobine radiofréquence est de
85.106 Hz.
La vitesse angulaire du mouvement de rotation des spins autour de B₁
est de 1.6 × 10 ^(3) rad/s.
La durée d’impulsion de 90◦ est de 10 ɥs.
durée d’impulsion de 180◦ est de 30 ɥs.

Ʋ=γ B₀ et ω=2πƲ=2π γ B₀ = 2π ×
42.553×10^(6)×2=5.35×10^(8) rad/s

Ʋ=γ B₀ = 42.553 Mhz/T × 2T = 85.10 MHz

ω=2πƲ=2π γ B₁= 2π × 42.553×10^(6) ×
0.6×10^(-3) = 1.6×10^(5) rad/s

t(90)=( π/2)/(2π γ B₁)= 10ɥS

t(180)=2×t(90)=20ɥS
Question4:

Concernant les ondes électromagnétiques, quelles sont
les deux propositions vraies ?
Une onde électromagnétique est un système physique
composé d’un champ électrique et d’un champ magnétique.
La lumière n’est pas une onde électromagnétique.
L’énergie transportée par le champ électrique est égale à
celle transportée par le champ magnétique.
Le champ électrique interagit avec le spin nucléaire.
Autre réponse
Question4: Réponse AC

Concernant les ondes électromagnétiques, quelles sont
les deux propositions vraies ?
Une onde électromagnétique est un système physique
composé d’un champ électrique et d’un champ magnétique.
La lumière n’est pas une onde électromagnétique.
L’énergie transportée par le champ électrique est égale à
celle transportée par le champ magnétique.
Le champ électrique interagit avec le spin nucléaire.
Autre réponse

A) Vrai (cours)

B) Faux, la lumière est une onde
électromagnétique. De plus une OEM
déplace à la vitesse de la lumière 

C) Vrai mais l’amplitude de E et B diffèrent.

D) Faux, le champ électrique interagit avec
les électrons et le champ magnétique
interagit avec le spin nucléaire.
Question5:

Concernant la spectroscope, quelle est la combinaison
de réponses fausses ?
La spectroscopie est l’étude de l’interaction des OEMs avec
les matières
Dans les milieux transparents la vitesse de l’OEM est plus
élevée que dans le vide
Le champ électrique interagit avec les électrons de la
matière.
L’interaction avec la matière est uniquement caractérisée par
la conservation d’énergie.
Question5: 2+4 => Réponse E

Concernant la spectroscope, quelle est la combinaison
de réponses fausses ?
La spectroscopie est l’étude de l’interaction des OEMs avec
les matières
Dans les milieux transparents la vitesse de l’OEM est plus
élevée que dans le vide
Le champ électrique interagit avec les électrons de la
matière.
L’interaction avec la matière est uniquement caractérisée par
la conservation d’énergie.
1)
Vrai
2) Faux, elle sera plus faible que dans la
vide.
3)Vrai
4) Faux, il y a conservation d’énergie, de
la quantité de mouvement et du moment
cinétique.
Question6:

Concernant la résonance magnétique nucléaire, quelle(s)
est / sont la ou les réponses vraies ?
La RMN utilise des rayons X non ionisants
Les spins nucléaires ne peuvent être manipulés par les
OEMs
La RMN est une technique très sensible
On utilise une OEM radiofréquence produite par une bobine
alimentée par un courant continu
Autre réponse.
Question6: RéponseE

Concernant la résonance magnétique nucléaire, quelle(s)
est / sont la ou les réponses vraies ?
La RMN utilise des rayons X non ionisants
Les spins nucléaires ne peuvent être manipulés par les
OEMs
La RMN est une technique très sensible
On utilise une OEM radiofréquence produite par une bobine
alimentée par un courant continu
Autre réponse.

Faux, elle utilise des ondes radiofréquences non ionisantes et
de plus faibles énergies que les Rayons X

Faux .

Faux, elle est peu sensible, il faudra beaucoup de spins à en droit

donné pour détecter un signal de RMN
Faux, on utilise bien une OEMs radiofréquences produite par une
bobine mais celle - ci est alimentée par un courant ALTERNATIF
Question9:

Parmi les propositions suivantes, quelles sont les
deux propositions vraies ?
12C 6
a un spin nul .
Le spin d’un photon vaut ½.
2H a un spin entier
16O
est détectable par la RMN.
Autre réponse
Question9: Réponse AC

Parmi les propositions suivantes, quelles sont les
deux propositions vraies ?
12C 6
a un spin nul .
Le spin d’un photon vaut ½.
2H a un spin entier
16O
est détectable par la RMN.
Autre réponse
Vrai, A , Z et N sont pairs.
Faux, le spin d’un photon vaut 1 , celui
d’un proton ou d’un neutron vaut ½
Vrai, A et pair , Z et N sont impairs.
Faux car son spin est nul, il n’est donc
pas détectable.
Question10

Parmi les propositions suivantes, quelle(s) est / sont
la ou les réponses vraies ?
La lumière rouge est plus déviée que la lumière violette
Le domaine du visible est de l’ordre de 400 à 800 µm
Une source monochromatique peut être constituée de
plusieurs longueurs d’onde
La lumière blanche est monochromatique
Autre réponse
Question10 RéponseE

Parmi les propositions suivantes, quelle(s) est / sont
la ou les réponses vraies ?
La lumière rouge est plus déviée que la lumière violette
Le domaine du visible est de l’ordre de 400 à 800 µm
Une source monochromatique peut être constituée de
plusieurs longueurs d’onde
La lumière blanche est monochromatique
Autre réponse

Faux , moins déviée car λ plus grande ( voir un
prisme )

Faux , 400 à 800 nm

Faux , une source monochromatique possède
une seule et unique longueur d’onde

Faux , elles est polychromatique , c’est le
mélange des différentes couleurs ( et donc
longueur d’ondes ) qui donnent la lumière
blanche
Question11:

Une onde électromagnétique de nombre d’onde 20 000
cm -1 Quelles sont les propositions exactes :
Donnée : 6,62 x 10-34 S.I
Elle possède une fréquence de 6 x10 14 Hz
Elle possède une longueur d’onde de 0,5 nm
Elle appartient au domaine des UV
Elle possède une énergie de 3,972 x 10 -19 J
Autre réponse
Question11: Réponse AD

Une onde électromagnétique de nombre d’onde 20 000
cm -1 Quelles sont les propositions exactes :
Donnée : 6,62 x 10-34 S.I
Elle possède une fréquence de 6 x10 14 Hz
Elle possède une longueur d’onde de 0,5 nm
Elle appartient au domaine des UV
Elle possède une énergie de 3,972 x 10 -19 J
Autre réponse
A.
Vrai , 1 cm-1 = 100 m-1 , donc 20 000 cm-1 = 2 x
106 m-1
λ x f = c => f = c/ λ => f = c x (nombre d’onde ) = 6
x 1014 Hz
B.
Faux , nombre d’
onde = 1/ λ => λ = (1 / nombre d’onde) = 500 nm
C.
Faux , appartient au domaine du visible
D.
Vrai , E= h.c .(nombre d’onde ) = 3,972 x 10-19 J
Question12:

Quelle(s) est (sont) la(les) réponse(s) exacte(s) ?

Quel est le rapport des rayons de courbure R1/R2. R1
correspondant à la déviation d’un proton de charge
q=|e| et de masse mp=m et R2 à celle d’une particule
a de charge q=2|e| et de masse ma=4m ayant la
même vitesse initiale vi = 2 m/s que le proton.
A. 4
B. 2
C. 0,5
D. 0,25
E. Autre réponse
Question12: Réponse C

Quelle(s) est (sont) la(les) réponse(s) exacte(s) ?

Quel est le rapport des rayons de courbure R1/R2. R1
correspondant à la déviation d’un proton de charge
q=|e| et de masse mp=m et R2 à celle d’une particule
a de charge q=2|e| et de masse ma=4m ayant la
même vitesse initiale vi = 2 m/s que le proton.
A. 4
B. 2
C. 0,5
D. 0,25
E. Autre réponse


On sait que R =
Ainsi on a :
0,5


=


.

 .
.

 .
=


x


=
.2
.4
=
Question13:

Le nombre de spins dans 3cm3 d’eau est
de :
Donnée M(H2O)=18 g.mol-1
A) 7,5.1022
B) 1.1023
C) 2.1023
D) 6,6.1022
E) Autre réponse
Question13: Réponse C

Le nombre de spins dans 3cm3 d’eau est
de :
Donnée M(H2O)=18 g.mol-1
A) 7,5.1022
B) 1.1023
C) 2.1023
D) 6,6.1022
E) Autre réponse





Pour calculer le nombre de noyaux
d’hydrogène :
On cherche le nombre de molécule d’eau pour

cela on utilise la formule n= avec N le nombre

de molécule d’eau.
On a 3cm3 d’eau qui fait 3g d’eau, donc
 3
n= = =0,167 mol. (Rappel 1dm3=1kg pour
 18
l’eau)
Donc N=n×Na=0,167×6.1023=1.1023 , il y’a donc
1.1023 molécules d’eau.
Hors dans une molécule d’eau il y’a deux
atomes d’hydrogène donc N=2.1023
Question14:

Quelles sont les réponses exactes ?
En ce qui concerne la polarisation, la loi de Malus donne la fraction
libérée après le deuxième polariseur.
La vitesse de propagation d’une onde dépend de l’inertie du milieu.
Pour les sources monochromatiques, le déphasage entre 2 ondes
dépend de l’épaisseur de la lame
Le transport d’énergie est, le plus souvent, accompagné d’un transport
de matière.
Si les rayons interfèrent de manière constructive, on a une frange claire
et les rayons sont en phase et les franges apparaissent brillantes
Question14: 1+2+3+5 => RéponseC

Quelles sont les réponses exactes ?
En ce qui concerne la polarisation, la loi de Malus donne la fraction
libérée après le deuxième polariseur.
La vitesse de propagation d’une onde dépend de l’inertie du milieu.
Pour les sources monochromatiques, le déphasage entre 2 ondes
dépend de l’épaisseur de la lame
Le transport d’énergie est, le plus souvent, accompagné d’un
transport de matière.
Si les rayons interfèrent de manière constructive, on a une frange
claire et les rayons sont en phase et les franges apparaissent
brillantes
Question15:
Quelles sont les réponses inexactes :
Lors du passage d’une onde d’un milieu de forte impédance vers un milieu de faible
impédance, elle est réfléchie sans changement de signe.
Lors du passage d’une onde d’un milieu de faible impédance vers un milieu de forte
impédance, elle est réfléchie sans changement de signe.
L’onde est transmise intégralement si elle passe d’un milieu de forte impédance vers un
milieu de faible impédance.
Lors de la réflexion sur un milieu de faible impédance, une onde stationnaire aura un
ventre de vibration au niveau de l’interface entre les deux milieux.





1+4
2+4
1+3
2+3
Question15: 2+4 => Réponse B
Quelles sont les réponses inexactes :
Lors du passage d’une onde d’un milieu de forte impédance vers un milieu de faible
impédance, elle est réfléchie sans changement de signe.
Lors du passage d’une onde d’un milieu de faible impédance vers un milieu de forte
impédance, elle est réfléchie sans changement de signe.
L’onde est transmise intégralement si elle passe d’un milieu de forte impédance vers un
milieu de faible impédance.
Lors de la réflexion sur un milieu de faible impédance, une onde stationnaire aura un
ventre de vibration au niveau de l’interface entre les deux milieux.




1+4
2+4
1+3
2+3
Question16:

Quelles sont les réponses exactes :
Une onde est dite longitudinale si la déformation est
perpendiculaire à la perturbation
Les ondes sonores sont des ondes transversales
Une déformation brève est aussi appelée impulsion
Pour une onde longitudinale, si la déformation est toujours dans
le même plan on dit qu’elle est polarisée linéairement
La surface d’onde est l’ensemble des points du milieu atteints
par l’onde au même instant
Question16: 3+5 => Réponse A

Quelles sont les réponses exactes :
Une onde est dite longitudinale si la déformation est
perpendiculaire à la perturbation
Les ondes sonores sont des ondes transversales
Une déformation brève est aussi appelée impulsion
Pour une onde longitudinale, si la déformation est toujours dans
le même plan on dit qu’elle est polarisée linéairement
La surface d’onde est l’ensemble des points du milieu atteints
par l’onde au même instant

Faux , déformation parallèle à la pertubation

Faux , ondes longitudinales

Vrai , une déformation plus prolongée est
appelée « train d’onde »

Faux, c’est pour une onde transversale

Vrai , définition
Question17

Deux fentes séparées de 4mm sont éclairées
par une lumière monochromatique de
longueur d’onde 600nm. A quelle distance
doit-on placer un écran afin que deux
maximas d’interférence successifs soient
distants de 2mm ? (arrondi à l’unité )

2m
6m
13 m
17 m
Autre réponse




Question17 RéponseC

Deux fentes séparées de 4mm sont éclairées
par une lumière monochromatique de
longueur d’onde 600nm. A quelle distance
doit-on placer un écran afin que deux
maximas d’interférence successifs soient
distants de 2mm ? (arrondi à l’unité )

2m
6m
13 m
17 m
Autre réponse




Deux maximas successifs sont séparés
par une distance appelée l’interfrange i
=( λ.D) / d
 d = 4mm = 4 x 10-3 m
 λ = 600nm = 600 x 10-9 m
 I = 2mm = 2 x 10-3 m
D=?
 D = ( i.d) / λ = 13 m (arrondi à l’unité

Réponse18:

Quelle(s) est/sont la/les proposition(s) fausse(s) ?
D’apres le principe d’Huygens , toutes les particules du milieu atteintes par la
surface d’onde peuvent être considérées comme des sources d’onde
secondaires
Dans la diffraction de Fresnel les rayons diffractés sont parrallèles entre eux
Dans la diffraction de Fraunhoffer les rayons diffractés sont parrallèles entre
eux
D’après la loi de Cauchy l’indice de réfraction est inversement proportionnel à
la longueur d’onde
Quand la longueur d’onde d’une OEM est plus petite que la particule, on parle
de Diffusion Rayleigh
Réponse18: Réponse BD

Quelle(s) est/sont la/les proposition(s) fausse(s) ?
D’apres le principe d’Huygens , toutes les particules du milieu atteintes par la
surface d’onde peuvent être considérées comme des sources d’onde
secondaires
Dans la diffraction de Fresnel les rayons diffractés sont parrallèles entre eux
Dans la diffraction de Fraunhoffer les rayons diffractés sont parrallèles entre
eux
D’après la loi de Cauchy l’indice de réfraction est inversement proportionnel à
la longueur d’onde
Quand la longueur d’onde d’une OEM est plus petite que la particule, on parle
de Diffusion Rayleigh

Vrai , définition du cours
Faux , les rayons ne sont pas parallèles et les
fronts d’onde non plan ( voir schéma du cours )
 Vrai , ils sont parallèles et et les fronts d’onde
sont plan ( voir schéma du cours )


Faux , inversement proportionnel à la longueur
d’onde au carré

Faux, Quand la longueur d’onde d’une OEM est
plus petite que la particule, on parle de Diffusion
de Mie
Question19:

On considère une population de 5 millions de
protons, placés dans un champ magnétique
de 1,5T à la température du corps humain
(37°C). Quelle est l’excès de population à
l’état fondamental ?

On donne : γ(H)=42,58 MHz.T-1
h=6,62.10-34 J.s-1
k=1,38.10-23J.K-1
 ≈ 1 + 

A.4 B. 8
C. 16
E. Autre réponse
D. 24
Question19: RéponseD

On considère une population de 5 millions de
protons, placés dans un champ magnétique
de 1,5T à la température du corps humain
(37°C). Quelle est l’excès de population à
l’état fondamental ?

On donne : γ(H)=42,58 MHz.T-1
h=6,62.10-34 J.s-1
k=1,38.10-23J.K-1
 ≈ 1 + 

A.4 B. 8
C. 16
E. Autre réponse
D. 24

+

−

ℎ

ℎ

=
↔ + = − × 
 ∶   ≈ 1 +  et  = 0
+

−
ℎ0

≈1+
↔ + ≈ − × 1
5. 106 
ℎ0
+

et + + − =

Donc + + − = 5. 106  ↔ − × 1 +
5. 106 

↔ −  +


ℎ0

+ − =
= .  





A.N. : 2 +
6,62×10−34 ×42,58.106 ×1.5
1,38.10−23 × 37+273
=2,000009884
5.106
− =
= 2′ 499′ 987  à  ′ é é
2,000009884
=5.106-2′ 499′ 987 = 2′ 500′ 012 spins à l’état excité
+
Soit un excès de 24 protons.

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