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

L’intensité sonore près de une salle de classe est de 8 × 10⁻⁶ W/m². Trouvez le niveau d’intensité sonore β en décibels.

Un rayon lumineux dans éthanol (n = 1,36) frappe une interface plane avec acrylique (n = 1,49) sous un angle de 35° avec la normale. Trouvez l’angle de réfraction θ₂, mesuré par rapport à la normale.

Une machine donne un niveau sonore de 75 dB en un certain point. Trouvez le niveau β en ce point quand 4 machines identiques fonctionnent en même temps (sources incohérentes).

Une petite source émet du son de façon égale dans toutes les directions. Le niveau est de 60 dB à 1 m. Trouvez le niveau β₂ à 8 m, en négligeant l’absorption et les réflexions.

Une fibre optique a un cœur d’indice n₁ = 1,62 et une gaine d’indice n₂ = 1,61. 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 550 nm traverse une fente simple de 0,05 mm de large. Trouvez la largeur w du maximum central brillant sur un écran à 3 m (entre les premières franges sombres de part et d’autre).