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

Un rayon lumineux dans verre flint (n = 1,62) frappe une interface plane avec diamant (n = 2,42) 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’eau a une fréquence de 1 kHz et une longueur d’onde de 1,48 m. Trouvez sa vitesse v.

La lumière se propage dans diamant (n = 2,42) vers une interface plane avec eau (n = 1,33). Trouvez l’angle critique θ_c au-delà duquel elle est totalement réfléchie.

Un objet se trouve à 10 cm devant une lentille mince divergente de distance focale 15 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).

Deux lentilles minces ont le même axe, distantes de 40 cm : la lentille 1 avec f₁ = 10 cm et la lentille 2 avec f₂ = −20 cm. Un objet se trouve à 25 cm devant la lentille 1. Trouvez la position d_i2 de l’image finale mesurée depuis la lentille 2 (positive au-delà de la lentille 2, convention réel = positif).

Une lumière de longueur d’onde 656 nm tombe à angle droit sur un réseau de 500 traits par millimètre. Trouvez l’angle θ₃ du maximum d’ordre 3.