Fiche de révision : Distances grâce aux signaux

📋 Plan du Cours

1. Fréquences et ultrasons du sonar
2. Mesurer une profondeur par sonar
3. Propagation des signaux lumineux
4. Distances et communications avec Mars

📖 1. Fréquences et ultrasons du sonar

🔑 Notions clés & Définitions

• Ultrasons : Sons dont la fréquence est supérieure à 20 000 Hz.

★ À maîtriser

• Le domaine de fréquences utilisé par les sonars est compris entre 30 kHz et 200 kHz, soit entre 30 000 Hz et 200 000 Hz.

• Les signaux utilisés par les sonars sont inaudibles par l’Homme.

Compléments

• Le domaine des fréquences audibles par l’Homme est compris entre 20 Hz et 20 000 Hz.

💡 Astuce mémo

Sonar : ultrasons inaudibles, contrairement aux sons audibles

📖 2. Mesurer une profondeur par sonar

★ À maîtriser

📐 Formule — Pour un signal sonore effectuant un aller-retour, la profondeur d vérifie $d = \\frac{v \\times \\Delta t}{2}$

• Pour mesurer la profondeur avec un sonar, le signal sonore est émis vers le fond marin, se réfléchit sur celui-ci, puis revient au sonar.

• La vitesse du son dans l’eau salée est de 1500 m/s.

Compléments

• Avec une vitesse de 1500 m/s et une durée aller-retour de 0,815 s, la profondeur calculée est $d = \\frac{1500 \\times 0{,}815}{2} = 611{,}25\\ \\text{m}$, soit environ 610 m.

💡 Astuce mémo

Émission → réflexion → réception → aller-retour

📖 3. Propagation des signaux lumineux

🔑 Notions clés & Définitions

• Objet diffusant : Objet qui ne produit pas sa propre lumière mais renvoie la lumière qu’il reçoit.

★ À maîtriser

• Mars est un objet diffusant, car elle ne produit pas sa propre lumière mais renvoie la lumière reçue du Soleil.

• La vitesse de propagation des rayonnements dépend du milieu de propagation : elle est de 300 000 km/s dans l’air et le vide, contre 200 000 km/s dans le verre.

Compléments

📐 Formule — La conversion de 7 GHz en hertz est $7\\ \\text{GHz} = 7 \\times 10^9\\ \\text{Hz}$.

• Curiosity utilise des micro-ondes dont la fréquence est comprise entre 7 et 8 GHz pour communiquer avec la Terre.

💡 Astuce mémo

La vitesse dépend du milieu : 300 000 km/s dans l’air et le vide, 200 000 km/s dans le verre

📖 4. Distances et communications avec Mars

★ À maîtriser

📐 Formule — La durée de transmission d’un signal vérifie $t = \\frac{d}{v}$.

• La plus grande distance entre la Terre et Mars est de 400 millions de kilomètres, soit $4 \\times 10^8\\ \\text{km}$.

• Pour parcourir 400 millions de kilomètres à 300 000 km/s, un signal met environ 1 333 s, soit environ 22 min, pour atteindre Mars.

• La distance entre Mars et le Soleil est $d = 300\\ 000 \\times 760 = 2{,}28 \\times 10^8\\ \\text{km}$, soit 228 millions de kilomètres.

Compléments

• La lumière du Soleil met 12 min 40 s, soit 760 s, pour parvenir jusqu’à Mars.

💡 Astuce mémo

Distance plus grande → temps de transmission plus long

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des signaux utilisés