Physique – exercices 7 - correction, Exercices de Physiques
Eleonore_sa
Eleonore_sa29 avril 2014

Physique – exercices 7 - correction, Exercices de Physiques

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Physique – exercices sur les ondes - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Les ondes sonores et ultrasonores, Les ondes à la surface de l’eau, Les ondes lumineuses.
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Exercice 3: Les ondes

Bac S 2011 Réunion EXERCICE III : LES ONDES (4 points) Correction

1ère partie : Les ondes sonores et ultrasonoresAffirmation 1 : VRAI Une onde mécanique est le phénomène de propagation d’une perturbation dans un milieu matériel sans transport de matière avec transport d’énergie. Les ondes ultrasonores sont des ondes mécaniques longitudinales : en effet, elles résultent de déplacements longitudinaux de zones de compressions / dilations de l’air. Affirmation 2 : VRAI Le début du signal reçu est décalé de 2 divisions par rapport au début du signal émis. Or à une

division correspond une durée de 1,0 ms (k = 1,0 ms /div) donc t = 2,0 ms. Affirmation 3 : VRAI Soit D la distance émetteur – récepteur alors l’onde effectue un aller-retour en une durée Δt,

2D = V.t donc D = ½. V.t

D = ½340 2,0103 = 3,4101 m = 34 cm. Affirmation 4 : FAUX

Une période du signal s’étale sur 4 divisons donc : T = 4 5,0106 = 2,0  105 s

Fréquence : f = 1

T soit f =

5

1

2,0 10 = 5,0104 Hz = 50 kHz.

Affirmation 5 : FAUX Pour que les deux signaux se retrouvent en phase pour la première fois il faut déplacer le

récepteur d’une distance égale à la longueur d’onde : V

f  

soit 4

340

5,0 10  

 = 6,8103 m = 6,8 mm.

2ème partie : Les ondes à la surface de l’eau Affirmation 6 : VRAI L’onde formée est une onde sinusoïdale présentant une double périodicité : périodicité spatiale

(liées à la longueur d’onde ) et périodicité temporelle (liée à la fréquence du vibreur : f = 1

T ). La

perturbation au niveau de la source se reproduit identiquement à intervalles de temps réguliers. Affirmation 7 : FAUX L’onde est transversale car la direction de la perturbation (la verticale) est perpendiculaire à la direction de propagation de l’onde (l’horizontale). Affirmation 8 : VRAI Entre la première et la dernière ride on mesure 3,9 cm sur le schéma donc 7,8 cm dans la réalité

(échelle ½). On a donc : 3 = 7,8 cm soit  = 7,8 /3 = 2,6 cm. Donc à 1 mm près (précision de la

mesure) on retrouve bien la valeur  = 2,5 cm.

3ème partie : Les ondes lumineuses Affirmation 9 : FAUX Le laser étant une source de lumière monochromatique, le faisceau n’est pas dispersé quand il passe à travers un prisme en verre, contrairement à un faisceau de lumière blanche polychromatique. Affirmation 10 : VRAI Un milieu dispersif est un milieu dont la célérité v des ondes qui le traverse dépend de la

fréquence f, soit v = v(f). Or l’indice de réfraction d’un milieu est le quotient : n = c

v , où c est la

célérité de la lumière dans le vide, c est une constante. Donc si v dépend de f alors n dépend de f. Affirmation 11 : FAUX Le diamètre du faisceau laser est de 1 mm, il passe au centre de la fente de 3 mm de large sans toucher les bords de la fente et donc sans être diffracté. Affirmation 12 : FAUX

tan  = L

2.D et  =

a

 donc

a

 =

L

2.D soit a =

2. .D

L

a = 9

2

2 633 10 2,0

1,3 10

  

 = 2,0 104 m = 2,0 102 µm.

toutes les distances sont exprimées en m.

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