Fiche d’exercices de Ondes, son et optique avec corrigé

Un rayon lumineux dans éthanol (n = 1,36) frappe une interface plane avec verre crown (n = 1,50) sous un angle de 20° avec la normale. Trouvez l’angle de réfraction θ₂, mesuré par rapport à la normale.

Une onde sonore dans l’air se propage à 340 m/s avec une longueur d’onde de 1,7 m. Trouvez sa fréquence f.

La lumière se propage dans verre crown (n = 1,50) vers une interface plane avec air (n = 1,00). Trouvez l’angle critique θ_c au-delà duquel elle est totalement réfléchie.

Une petite source émet du son de façon égale dans toutes les directions. Le niveau est de 80 dB à 1 m. Trouvez le niveau β₂ à 3 m, en négligeant l’absorption et les réflexions.

Une fibre optique a un cœur d’indice n₁ = 1,5 et une gaine d’indice n₂ = 1,42. Trouvez le plus grand angle θ_a avec l’axe de la fibre sous lequel la lumière venant de l’air peut entrer par l’extrémité de la fibre et rester guidée par réflexion totale interne.

Une lumière de longueur d’onde 450 nm traverse une fente simple de 0,08 mm de large. Trouvez l’angle θ₂ de la frange sombre numéro 2 par rapport à la direction de transmission directe.