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

Fiche d’exercices de Ondes, son et optique gratuite et imprimable : 6 exercices, du niveau facile au niveau examen, avec corrigé. Imprimez-la ou enregistrez-la en PDF.

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
70°θ₂ = ?éthanol, n1​ = 1,36glycérol, n2​ = 1,47

Un rayon lumineux dans éthanol (n = 1,36) frappe une interface plane avec glycérol (n = 1,47) sous un angle de 70° avec la normale. Trouvez l’angle de réfraction θ2, mesuré par rapport à la normale.

n1 = 1,36n2 = 1,47θ1 = 70°
θ2 = °
2.Facile
L = 1 m

Une corde de longueur 1 m et de masse 5 g est tendue avec une tension de 80 N. Trouvez la vitesse v des ondes transversales sur celle-ci.

L = 1 mm = 5 gT = 80 N
v = m/s
3.Moyen
L = 1,5 mn = 3

Une corde fixée aux deux extrémités mesure 1,5 m de long ; les ondes s’y propagent à 240 m/s. Trouvez la fréquence f3 de son harmonique de rang 3.

v = 240 m/sn = 3L = 1,5 m
f3 = Hz
4.Moyen
L = ?n = 2

Un tuyau ouvert aux deux extrémités doit avoir son harmonique de rang 2 à 229 Hz. La vitesse du son est de 343 m/s. Trouvez la longueur L du tuyau.

v = 343 m/sn = 2f2 = 229 Hz
L = m
5.Difficile
f1​ = 5 cmf2​ = 5 cm50 cm20 cm

Deux lentilles minces ont le même axe, distantes de 20 cm : la lentille 1 avec f₁ = 5 cm et la lentille 2 avec f₂ = 5 cm. Un objet se trouve à 50 cm devant la lentille 1. Trouvez la position di2 de l’image finale mesurée depuis la lentille 2 (positive au-delà de la lentille 2, convention réel = positif).

f1 = 5 cmf2 = 5 cms = 20 cmdo = 50 cm
di2 = cm
6.Difficile
θn1​ = 1,55n2​ = 1,52n0​ = 1,00

Une fibre optique a un cœur d’indice n₁ = 1,55 et une gaine d’indice n₂ = 1,52. Trouvez son ouverture numérique NA.

n1 = 1,55n2 = 1,52
NA =

Corrigé

  1. 1. θ2 = 60,39 °
  2. 2. v = 126,5 m/s
  3. 3. f3 = 240 Hz
  4. 4. L = 1,498 m
  5. 5. di2 = 7,647 cm
  6. 6. NA = 0,3035

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