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

Une onde sonore dans l’eau a une fréquence de 100 Hz et une longueur d’onde de 14,8 m. Trouvez sa vitesse v.

Un rayon lumineux dans air (n = 1,00) frappe une interface plane avec verre crown (n = 1,50) sous un angle de 45° avec la normale. Trouvez l’angle de réfraction θ₂, mesuré par rapport à la normale.

Un objet se trouve à 20 cm devant une lentille mince convergente de distance focale 5 cm. Trouvez la distance de l’image d_i. Utilisez la convention de signes 1/f = 1/d_o + 1/d_i (f < 0 pour une lentille divergente, d_i < 0 pour une image virtuelle).

Un tuyau fermé à une extrémité mesure 0,8 m de long. La vitesse du son est de 343 m/s. Trouvez la fréquence f₃ de son harmonique de rang 3.

Un capteur de stationnement au repos envoie des ultrasons de 20 kHz vers une voiture qui s’éloigne à 25 m/s. Trouvez la fréquence f″ de l’écho reçu en retour au capteur (vitesse du son 343 m/s).

Un objet se trouve à 50 cm devant un miroir concave de rayon de courbure 16 cm. Trouvez la distance de l’image d_i, positive pour une image devant le miroir (réelle) et négative pour une image derrière lui (virtuelle).