Flashcards : Ondes mécaniques, son et lumière — 42 cartes

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1Question

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

Réponse

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

2Question

Qu'est-ce qui est transporté par une onde mécanique progressive ?

Réponse

L'énergie est transportée par une onde mécanique progressive.

3Question

Quelle est la différence entre une onde solitaire et une onde périodique ?

Réponse

Une onde solitaire est une perturbation unique, une onde périodique est répétée identiquement et périodiquement.

4Question

Qu'est-ce que la période temporelle T ?

Réponse

La plus petite durée séparant deux états de vibration identiques.

5Question

Quelle est la formule liant fréquence f et période T ?

Réponse

f=1Tf=\frac{1}{T}

6Question

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

Réponse

Sa vitesse de propagation.

7Question

Qu'est-ce que la longueur d'onde λ ?

Réponse

La distance séparant deux états de vibration identiques.

8Question

Quelle est la définition du nombre d'onde σ ?

Réponse

Le nombre de vibrations par mètre.

9Question

Quelle est la formule du nombre d'onde σ en fonction de λ ?

Réponse

σ=1λ\sigma=\frac{1}{\lambda}

10Question

Quelle est la longueur d'onde λ pour des vagues espacées de 40,0 cm ?

Réponse

0,400 m0,400\ \text{m}

11Question

Quelle est la fréquence f pour des vagues arrivant toutes les 2,0 s ?

Réponse

0,50 Hz0,50\ \text{Hz}

12Question

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

Réponse

La propagation d'une onde dans plusieurs directions après une ouverture ou obstacle adapté.

13Question

Quelle condition rend la diffraction observable ?

Réponse

La largeur de l'ouverture ou obstacle doit être petite devant la longueur d'onde, soit a ≤ λ.

14Question

Quelles caractéristiques partagent l'onde incidente et l'onde diffractée ?

Réponse

Elles ont la même fréquence, longueur d'onde et célérité.

15Question

Que se passe-t-il lors de l'addition des perturbations de deux ondes en interférences ?

Réponse

Elles s'additionnent pour former des interférences constructives ou destructives.

16Question

Quand les interférences sont-elles constructives ?

Réponse

Lorsque les deux ondes sont en phase.

17Question

Quand les interférences sont-elles destructives ?

Réponse

Lorsque les deux ondes sont en opposition de phase.

18Question

Qu'est-ce que l'effet Doppler ?

Réponse

C'est le décalage de fréquence d'une onde dû au changement de distance entre émetteur et récepteur.

19Question

Quelle fréquence reçoit un observateur dans la direction d'éloignement d'une source sonore mobile ?

Réponse

Une fréquence plus faible que celle émise.

20Question

Quelle fréquence reçoit un observateur vers lequel une source sonore mobile se rapproche ?

Réponse

Une fréquence plus élevée que celle émise.

21Question

Quelle formule donne la célérité d'une onde périodique ?

Réponse

v=dTv=\frac{d}{T}

22Question

Comment s'exprime la fréquence reçue frf_r en fonction de la fréquence émise fef_e et des vitesses ?

Réponse

fr=fevsonvson±vf_r=f_e\frac{v_{son}}{v_{son}\pm v}

23Question

Quelle est la célérité du son dans l'air à 20 °C ?

Réponse

Elle vaut 343 m·s⁻¹.

24Question

Quelle est la célérité du son dans l'eau à 20 °C ?

Réponse

Elle vaut 1500 m·s⁻¹.

25Question

Comment se définit l'intensité sonore I ?

Réponse

C'est la puissance acoustique répartie sur une surface S.

26Question

Quelle est la formule de l'intensité sonore I en fonction de la puissance et de la distance ?

Réponse

I=PaS=P04πr2I=\frac{P_a}{S}=\frac{P_0}{4\pi r^2} en W·m⁻².

27Question

Comment se calcule le niveau sonore L à partir de l'intensité sonore I ?

Réponse

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

28Question

Quelle est l'intensité sonore maximale correspondant au seuil de la douleur ?

Réponse

Elle est Imax=25 W⋅m−2I_{max}=25\text{ W·m}^{-2}.

29Question

Quelle formule exprime l'atténuation par absorption A ?

Réponse

A=L1−L2A=L_1 - L_2.

30Question

Quelle formule exprime l'atténuation géométrique A quand R2>R1R_2 > R_1 ?

Réponse

A=20log⁡(R2R1)A=20\log\left(\frac{R_2}{R_1}\right).

31Question

Que se forme-t-il quand un laser traverse une fente fine ?

Réponse

Une tache centrale entourée de taches secondaires.

32Question

Quelle formule donne le demi-angle de diffraction pour une fente rectangulaire ?

Réponse

θ=L2D\theta=\frac{L}{2D}

33Question

Quelle approximation relie le demi-angle de diffraction au rapport λa\frac{\lambda}{a} ?

Réponse

Pour un petit angle, θ≈λa\theta\approx\frac{\lambda}{a}.

34Question

Que prouve la diffraction de la lumière sur sa nature ?

Réponse

Elle prouve que la lumière a un caractère ondulatoire.

35Question

Qu'est-ce qu'une onde électromagnétique selon la lumière?

Réponse

Une onde lumineuse est une onde électromagnétique qui peut se propager dans le vide.

36Question

À quelle vitesse la lumière se propage-t-elle dans le vide ou l'air?

Réponse

La lumière se propage à la célérité c=3,0×108c=3,0\times10^{8} m·s⁻¹.

37Question

Quelle condition vérifient les interférences constructives?

Réponse

Elles vérifient δ=kλ\delta=k\lambda avec k∈Zk\in\mathbb{Z}.

38Question

À quoi correspondent les interférences constructives?

Réponse

Elles correspondent à des franges brillantes.

39Question

Quelle condition vérifient les interférences destructives?

Réponse

Elles vérifient δ=(2k+1)λ2\delta=(2k+1)\frac{\lambda}{2} avec k∈Zk\in\mathbb{Z}.

40Question

À quoi correspondent les interférences destructives?

Réponse

Elles correspondent à des franges sombres.

41Question

Quelle est la différence de marche pour la frange brillante d'ordre +1?

Réponse

La différence de marche vaut δ=λ\delta=\lambda.

42Question

Quelle formule relie la longueur d'onde λ\lambda aux paramètres bb, ii, et DD?

Réponse

λ=b iD\lambda=\frac{b\,i}{D} relie la longueur d'onde aux paramètres.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 22 questions sur Ondes mécaniques, son et lumière.

1. Que transporte une onde mécanique progressive lorsqu’elle se propage dans un milieu matériel élastique ?

2. Quelle distinction décrit correctement une onde solitaire et une onde périodique ?

Faire le QCM →

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