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

L’intensité sonore près de une salle de classe est de 8 × 10⁻⁷ W/m². Trouvez le niveau d’intensité sonore β en décibels.

Trouvez la vitesse v de la lumière dans éthanol, dont l’indice de réfraction est 1,36.

Une petite source émet du son de façon égale dans toutes les directions. Le niveau est de 95 dB à 5 m. Trouvez le niveau β₂ à 50 m, en négligeant l’absorption et les réflexions.

Un objet se trouve à 40 cm devant une lentille mince convergente de distance focale 25 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 capteur de stationnement au repos envoie des ultrasons de 25 kHz vers une voiture qui s’approche à 15 m/s. Trouvez la fréquence f″ de l’écho reçu en retour au capteur (vitesse du son 343 m/s).

Une fibre optique a un cœur d’indice n₁ = 1,62 et une gaine d’indice n₂ = 1,57. 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.