Flashcards : Caractéristiques des phénomènes ondulatoires — 62 cartes

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1Question

Qu'est-ce qu'une onde mécanique progressive ?

Réponse

La propagation d'une perturbation dans un milieu matériel sans transport global de matière.

2Question

Dans combien de dimensions une onde peut-elle se propager ?

Réponse

Une, deux ou trois dimensions selon le milieu.

3Question

Quelle est la direction de la perturbation dans une onde transversale ?

Réponse

Perpendiculaire à la direction de propagation.

4Question

Quelle est la direction de la perturbation dans une onde longitudinale ?

Réponse

Parallèle à la direction de propagation.

5Question

Qu'est-ce que la célérité d'une onde progressive ?

Réponse

La vitesse de déplacement de la perturbation dans le milieu.

6Question

Quelle formule exprime la célérité d'une onde ?

Réponse

v=dΔtv=\frac{d}{\Delta t}

7Question

Comment se calcule le retard de la perturbation entre deux points A et B ?

Réponse

τ=ABv\tau=\frac{AB}{v}

8Question

Qu'est-ce que l'élongation d'un point dans un milieu mécanique ?

Réponse

Sa position par rapport à sa position d'équilibre.

9Question

Quand une onde progressive est-elle périodique ?

Réponse

Quand la perturbation se reproduit identiquement à intervalles de temps égaux.

10Question

Quelle est la formule de la fréquence d'une onde périodique ?

Réponse

La fréquence est l'inverse de la période temporelle, f=1Tf=\frac{1}{T}.

11Question

Qu'est-ce que la longueur d'onde λ\lambda ?

Réponse

La distance minimale entre deux positions en phase.

12Question

Comment s'exprime la longueur d'onde λ\lambda en fonction de la vitesse vv et de la période TT ?

Réponse

λ=vT\lambda = vT.

13Question

Comment s'exprime la longueur d'onde λ\lambda en fonction de la vitesse vv et de la fréquence ff ?

Réponse

λ=vf\lambda = \frac{v}{f}.

14Question

Quelle est l'expression générale d'une onde sinusoïdale u(t)u(t) ?

Réponse

u(t)=Umcos⁡(2πtT+φ)u(t)=U_m\cos\left(2\pi\frac{t}{T}+\varphi\right).

15Question

Que représente UmU_m dans l'expression d'une onde sinusoïdale ?

Réponse

L'amplitude de l'onde.

16Question

Que représente φ\varphi dans l'expression d'une onde sinusoïdale ?

Réponse

La phase à l'origine.

17Question

Quelle est la plage de fréquences des sons audibles par l'être humain ?

Réponse

Entre 20 Hz et 20 000 Hz.

18Question

Comment s'appellent les sons en dessous de 20 Hz ?

Réponse

Les infrasons.

19Question

Comment s'appellent les sons au-dessus de 20 000 Hz ?

Réponse

Les ultrasons.

20Question

De quoi dépend la hauteur d'un son ?

Réponse

De sa fréquence fondamentale.

21Question

De quoi dépend le timbre d'un son ?

Réponse

Des harmoniques qui le composent.

22Question

Quelle décomposition d'un signal périodique a été proposée par Joseph Fourier en 1822 ?

Réponse

En signaux sinusoïdaux de fréquences multiples de la fréquence fondamentale.

23Question

Quelle est la formule des fréquences des harmoniques selon Fourier ?

Réponse

fn=nf1f_n = nf_1.

24Question

Qui a montré en 1822 la décomposition d'un signal périodique en harmoniques ?

Réponse

Joseph Fourier, 1822.

25Question

Qu'est-ce que l'intensité sonore I ?

Réponse

L'énergie transportée par une onde sonore par unité de temps et de surface.

26Question

Comment calcule-t-on l'intensité sonore I à partir de la puissance P et de la surface S ?

Réponse

I=PSI = \frac{P}{S}.

27Question

Quelle est la formule du niveau d'intensité sonore L ?

Réponse

L=10log⁡(II0)L = 10\log\left(\frac{I}{I_0}\right).

28Question

Quelle est la valeur de la référence d'intensité sonore I_0 ?

Réponse

I0=10−12I_0 = 10^{-12} \, W m−2\mathrm{W\,m^{-2}}.

29Question

Quelle est la formule de l'atténuation entre niveaux sonores L et L' ?

Réponse

A=L−L′=10log⁡(II′)A=L-L'=10\log\left(\frac{I}{I'}\right)

30Question

Qu'est-ce qui cause l'atténuation géométrique du son ?

Réponse

L'augmentation de la surface de répartition de la puissance avec la distance.

31Question

Qu'est-ce qui cause l'atténuation par absorption du son ?

Réponse

L'absorption d'une partie de la puissance par un matériau.

32Question

Comment une source secondaire réduit-elle un bruit indésirable ?

Réponse

Par interférence destructive grâce à une émission en opposition de phase.

33Question

Dans quel appareil utilise-t-on l'interférence destructive pour atténuer le bruit ?

Réponse

Dans les casques anti-bruit.

34Question

Quel est le seuil de danger pour le système auditif en niveau d'intensité sonore ?

Réponse

85 dB.

35Question

Qu'est-ce que la diffraction d'une onde ?

Réponse

La déformation et l’étalement d’une onde après un obstacle ou une ouverture proche de sa longueur d’onde.

36Question

Quand la diffraction est-elle observable selon la dimension a ?

Réponse

Lorsqu'a est de l’ordre de la longueur d’onde, notamment si a≤10λa\leq10\lambda.

37Question

Quelle est la formule de l'angle caractéristique de diffraction pour une fente rectangulaire ?

Réponse

θ=λa\theta=\frac{\lambda}{a}

38Question

Comment calcule-t-on la largeur de la fente a en fonction de D, d et λ\lambda ?

Réponse

a=2λDda=\frac{2\lambda D}{d}

39Question

Qu'est-ce que les interférences en optique?

Réponse

La superposition de deux ondes cohérentes de même fréquence et nature.

40Question

Quand les interférences sont-elles constructives?

Réponse

Lorsque les deux ondes sont en phase avec δ=kλ\delta=k\lambda.

41Question

Quelle condition donne des interférences destructives?

Réponse

δ=(2k+1)λ2\delta=(2k+1)\frac{\lambda}{2} avec k entier.

42Question

Quelle est la formule de la différence de marche dans les fentes d’Young?

Réponse

δ=S2M−S1M\delta=S_2M - S_1M.

43Question

Quelle approximation donne δ=xbD\delta=\frac{xb}{D} dans les fentes d’Young?

Réponse

L'approximation usuelle pour la différence de marche.

44Question

Qu'appelle-t-on l'interfrange dans les interférences?

Réponse

La distance entre deux franges brillantes ou sombres consécutives.

45Question

Quelle formule donne l'interfrange i en fonction de λ\lambda, D et b?

Réponse

i=λDbi=\frac{\lambda D}{b}.

46Question

Qu'est-ce que l'effet Doppler ?

Réponse

Un décalage fréquentiel entre un signal émis et un signal reçu.

47Question

Quelle est la formule du décalage Doppler ?

Réponse

Δf=∣fR−fE∣\Delta f=|f_R-f_E|

48Question

Comment calcule-t-on la fréquence reçue si la source s'approche à vitesse v ?

Réponse

fapp=f0cc−vf_{app}=f_0\frac{c}{c-v}

49Question

Comment calcule-t-on la fréquence reçue si la source s'éloigne à vitesse v ?

Réponse

feˊloig=f0cc+vf_{éloig}=f_0\frac{c}{c+v}

50Question

Quelle approximation donne le décalage Doppler pour v≪cv \ll c ?

Réponse

Δf≈f0vc\Delta f\approx f_0\frac{v}{c}

51Question

Quelle est la formule de l'intensité sonore à distance d d'une source omnidirectionnelle ?

Réponse

I=P4πd2I=\frac{P}{4\pi d^2}

52Question

Comment calcule-t-on le niveau sonore à distance d2 connaissant L1 à d1 ?

Réponse

L2=20log⁡(d1d2)+L1L_2=20\log\left(\frac{d_1}{d_2}\right)+L_1

53Question

Que mesure-t-on pour modéliser expérimentalement l'atténuation sonore ?

Réponse

L'amplitude reçue à plusieurs distances.

54Question

Quelle proportionnalité teste-t-on pour l'amplitude en fonction de la distance ?

Réponse

L'amplitude est proportionnelle à 1/d.

55Question

Quelle relation montre-t-on entre l'intensité sonore et la distance ?

Réponse

L'intensité est proportionnelle à 1/d².

56Question

Quelle formule donne la vitesse d'une source mobile selon les fréquences Doppler ?

Réponse

v=cfapp−feˊloigfapp+feˊloigv=c\frac{f_{app}-f_{éloig}}{f_{app}+f_{éloig}}

57Question

Quelle est la valeur de la célérité du son dans l'air utilisée dans le TP Doppler ?

Réponse

Elle vaut 340 m·s⁻¹.

58Question

Quelle formule donne la longueur d'onde dans l'expérience des fentes d'Young ?

Réponse

λ=iaD\lambda=\frac{ia}{D}

59Question

Quelle relation exprime l'incertitude relative sur la longueur d'onde par interférences ?

Réponse

(U(λ)λ)2=(U(D)D)2+(U(i)i)2+(U(a)a)2\left(\frac{U(\lambda)}{\lambda}\right)^2=\left(\frac{U(D)}{D}\right)^2+\left(\frac{U(i)}{i}\right)^2+\left(\frac{U(a)}{a}\right)^2

60Question

Quelle est la longueur d'onde indiquée pour le laser vert expérimental ?

Réponse

532 nm

61Question

Quelle est la longueur d'onde indiquée pour le laser rouge expérimental ?

Réponse

650 nm

62Question

Quelle précision est donnée pour les longueurs d'onde des lasers expérimentaux ?

Réponse

5 %

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 32 questions sur Caractéristiques des phénomènes ondulatoires.

1. Quelles conditions doivent remplir deux ondes pour produire des interférences stables ?

2. Une puissance sonore P=0,20 WP=0{,}20\,\mathrm{W} se répartit sur une surface S=4,0 m2S=4{,}0\,\mathrm{m^2} : quelle est l’intensité reçue ?

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