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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1.Facile
L = 0,5 m

Une corde de longueur 0,5 m et de masse 4 g transporte des ondes transversales à 111,8 m/s. Trouvez la tension T de la corde.

L = 0,5 mm = 4 gv = 111,8 m/s
T = N
2.Facile
Pβ = 100 dB

Le niveau d’intensité sonore en un point est de 100 dB. Trouvez l’intensité sonore I.

β = 100 dBI0 = 10⁻¹² W/m²
I = µW/m²
3.Moyen
70 dB?1 m2 m

Une petite source émet du son de façon égale dans toutes les directions. Le niveau est de 70 dB à 1 m. Trouvez le niveau β2 à 2 m, en négligeant l’absorption et les réflexions.

β1 = 70 dBr1 = 1 mr2 = 2 m
β2 = dB
4.Moyen
θc = ?90°éthanol, n1​ = 1,36air, n2​ = 1,00

La lumière se propage dans éthanol (n = 1,36) vers une interface plane avec air (n = 1,00). Trouvez l’angle critique θc au-delà duquel elle est totalement réfléchie.

n1 = 1,36n2 = 1,00
θc = °
5.Difficile
θa​ = ?n1​ = 1,46n2​ = 1,43n0​ = 1,00

Une fibre optique a un cœur d’indice n₁ = 1,46 et une gaine d’indice n₂ = 1,43. Trouvez le plus grand angle θa 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.

n1 = 1,46n2 = 1,43n0 = 1,00
θa = °
6.Difficile
λ = 450 nmθ3​ = ?

Une lumière de longueur d’onde 450 nm tombe à angle droit sur un réseau de 300 traits par millimètre. Trouvez l’angle θ3 du maximum d’ordre 3.

N = 300 mm⁻¹λ = 450 nmm = 3
θ3 = °

Corrigé

  1. 1. T = 99,99 N
  2. 2. I = 10000 µW/m²
  3. 3. β2 = 63,98 dB
  4. 4. θc = 47,33 °
  5. 5. θa = 17,12 °
  6. 6. θ3 = 23,89 °

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