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

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1.Facile
v = 1,24 × 10⁸ m/s

La lumière se propage à 1,24 × 10⁸ m/s dans un matériau transparent. Trouvez son indice de réfraction n.

v = 1,24 × 10⁸ m/sc = 3,00 × 10⁸ m/s
n =
2.Facile
λ = ?v = 343 m/sf = 2 kHz

Une onde sonore dans l’air a une fréquence de 2 kHz et se propage à 343 m/s. Trouvez sa longueur d’onde λ.

f = 2 kHzv = 343 m/s
λ = m
3.Moyen
FFdo​ = 40 cmf = −10 cm

Un objet se trouve à 40 cm devant une lentille mince divergente de distance focale 10 cm. Trouvez la distance de l’image di. Utilisez la convention de signes 1/f = 1/do + 1/di (f < 0 pour une lentille divergente, di < 0 pour une image virtuelle).

do = 40 cmf = −10 cm
di = cm
4.Moyen
L = 0,65 mn = 5

Un tuyau fermé à une extrémité mesure 0,65 m de long. La vitesse du son est de 343 m/s. Trouvez la fréquence f5 de son harmonique de rang 5.

v = 343 m/sn = 5L = 0,65 m
f5 = Hz
5.Difficile
λ = 532 nmd = 0,4 mmL = 1,5 my = ?

Une lumière de longueur d’onde 532 nm tombe sur deux fentes distantes de 0,4 mm. L’écran est à 1,5 m. Trouvez la distance y5 entre la frange brillante centrale et la frange brillante numéro 5.

λ = 532 nmd = 0,4 mmL = 1,5 mm = 5
y5 = mm
6.Difficile
θa​ = ?n1​ = 1,62n2​ = 1,59n0​ = 1,00

Une fibre optique a un cœur d’indice n₁ = 1,62 et une gaine d’indice n₂ = 1,59. Trouvez le plus grand angle θa 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.

n1 = 1,62n2 = 1,59n0 = 1,00
θa = °

Corrigé

  1. 1. n = 2,419
  2. 2. λ = 0,1715 m
  3. 3. di = −8 cm
  4. 4. f5 = 659,6 Hz
  5. 5. y5 = 9,975 mm
  6. 6. θa = 18,08 °

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