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

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1.Facile
PI = 4 × 10⁻² W/m²

L’intensité sonore près de un concert de rock est de 4 × 10⁻² W/m². Trouvez le niveau d’intensité sonore β en décibels.

I = 4 × 10⁻² W/m²I0 = 10⁻¹² W/m²
β = dB
2.Facile
60°θ₂ = ?éthanol, n1​ = 1,36acrylique, n2​ = 1,49

Un rayon lumineux dans éthanol (n = 1,36) frappe une interface plane avec acrylique (n = 1,49) sous un angle de 60° avec la normale. Trouvez l’angle de réfraction θ2, mesuré par rapport à la normale.

n1 = 1,36n2 = 1,49θ1 = 60°
θ2 = °
3.Moyen
θc = ?90°acrylique, n1​ = 1,49glycérol, n2​ = 1,47

La lumière se propage dans acrylique (n = 1,49) vers une interface plane avec glycérol (n = 1,47). Trouvez l’angle critique θc au-delà duquel elle est totalement réfléchie.

n1 = 1,49n2 = 1,47
θc = °
4.Moyen
L = 1,2 mn = 1

Un tuyau fermé à une extrémité mesure 1,2 m de long. La vitesse du son est de 343 m/s. Trouvez la fréquence f1 de son fondamentale (premier harmonique).

v = 343 m/sn = 1L = 1,2 m
f1 = Hz
5.Difficile
θn1​ = 1,48n2​ = 1,45n0​ = 1,00

Une fibre optique a un cœur d’indice n₁ = 1,48 et une gaine d’indice n₂ = 1,45. Trouvez son ouverture numérique NA.

n1 = 1,48n2 = 1,45
NA =
6.Difficile
λ = 589 nma = 0,05 mm

Une lumière de longueur d’onde 589 nm traverse une fente simple de 0,05 mm de large. Trouvez l’angle θ1 de la frange sombre numéro 1 par rapport à la direction de transmission directe.

λ = 589 nma = 0,05 mmm = 1
θ1 = °

Corrigé

  1. 1. β = 106 dB
  2. 2. θ2 = 52,23 °
  3. 3. θc = 80,6 °
  4. 4. f1 = 71,46 Hz
  5. 5. NA = 0,2965
  6. 6. θ1 = 0,675 °

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