Flashcards : Ondes sonores et phénomènes ondulatoires — 51 cartes

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1Question

Qu'est-ce que l'intensité sonore ?

Réponse

La puissance sonore reçue par unité d'aire.

2Question

Quelle est l'intensité sonore d'un chuchotement ?

Réponse

Environ 10⁻⁸ W·m⁻².

3Question

Quelle est l'intensité sonore d'un concert ?

Réponse

Environ 10⁻¹ W·m⁻².

4Question

Qu'est-ce que le niveau d'intensité sonore L ?

Réponse

Une échelle logarithmique comparant les intensités sonores.

5Question

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

Réponse

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

6Question

Quelle est la valeur de I0I_0 dans la formule du niveau sonore ?

Réponse

I0=10−12 W m−2I_0 = 10^{-12}\ \mathrm{W\,m^{-2}}, seuil d'audibilité à 1 kHz.

7Question

Comment calcule-t-on l'intensité sonore I à partir du niveau L ?

Réponse

I=I010L/10I = I_0 10^{L/10}.

8Question

Quel niveau sonore correspond à un chuchotement ?

Réponse

Environ 40 dB.

9Question

Quelle est la formule de l'intensité totale pour deux sources sonores ?

Réponse

It=I1+I2I_t = I_1 + I_2

10Question

Le niveau total sonore est-il la somme des niveaux individuels ?

Réponse

Non, Lt≠L1+L2L_t \ne L_1 + L_2.

11Question

Qu'est-ce que l'atténuation sonore ?

Réponse

La diminution du niveau d'intensité sonore entre deux niveaux.

12Question

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

Réponse

A=L1−L2=10log⁡(I1I2)A = L_1 - L_2 = 10\log\left(\frac{I_1}{I_2}\right)

13Question

Quelle est la cause de l'atténuation géométrique ?

Réponse

L'augmentation de la surface de répartition en s'éloignant de la source.

14Question

Quelle est la cause de l'atténuation par absorption ?

Réponse

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

15Question

Quelle formule relie intensité sonore et distance pour une source sphérique ?

Réponse

I=P4πr2I = \frac{P}{4\pi r^2}

16Question

Que se passe-t-il à l'intensité et au niveau sonore quand la distance augmente ?

Réponse

L'intensité et le niveau sonore diminuent.

17Question

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

Réponse

C'est la modification de la direction de propagation d'une onde au passage d'une ouverture.

18Question

Qu'impose la taille de l'ouverture pour qu'il y ait diffraction ?

Réponse

La taille doit être du même ordre ou inférieure à la longueur d'onde, environ a ≤ 10λ.

19Question

Que se passe-t-il à la fréquence de l'onde lors d'une diffraction ?

Réponse

La fréquence de l'onde n'est pas modifiée.

20Question

Quelle formule donne l'angle caractéristique de diffraction ?

Réponse

L'angle vérifie θ=λa\theta = \frac{\lambda}{a}.

21Question

Dans quelles disciplines la diffraction intervient-elle notamment ?

Réponse

En lecture optique, cristallographie, astronomie et acoustique.

22Question

Comment détermine-t-on la largeur a d'une fente rectangulaire éclairée par un laser ?

Réponse

En mesurant la largeur d de la tache centrale et la distance D, puis en utilisant la formule.

23Question

Quelle formule relie la largeur a de la fente, la distance D, et la largeur d de la tache centrale ?

Réponse

a=2λDda = \frac{2\lambda D}{d}

24Question

Quelle approximation est utilisée lorsque D est très grand devant d en diffraction ?

Réponse

L'angle θ\theta est petit et on a θ≃tan⁡θ\theta \simeq \tan\theta.

25Question

Quelle relation exprime l'angle θ\theta en fonction de d et D ?

Réponse

θ=d2D\theta = \frac{d}{2D}

26Question

Quelle relation relie l'angle θ\theta à la longueur d'onde λ\lambda et la largeur a ?

Réponse

θ=λa\theta = \frac{\lambda}{a}

27Question

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

Réponse

Une onde qui se déplace avec une forme sinusoïdale décrite par s(x,t)=Acos⁡(2πf(t−xV)+φ)s(x,t)=A\cos\left(2\pi f\left(t-\frac{x}{V}\right)+\varphi\right).

28Question

Quelles conditions sont nécessaires pour observer des interférences ?

Réponse

Deux sources ponctuelles synchrones à même fréquence avec un déphasage constant.

29Question

Quand apparaissent les interférences constructives ?

Réponse

Lorsque les deux ondes sont en phase et se renforcent.

30Question

Quand apparaissent les interférences destructives ?

Réponse

Lorsque les deux ondes sont en opposition de phase et s’annulent.

31Question

Qu'est-ce que la différence de marche δ en interférences ?

Réponse

C'est la différence entre les distances parcourues depuis deux sources synchrones.

32Question

Qu'est-ce que la longueur d'onde λ ?

Réponse

C'est la plus petite distance entre deux points vibrants en phase.

33Question

Quand les interférences sont-elles constructives ?

Réponse

Lorsque la différence de marche δ vaut kλ avec k entier relatif.

34Question

Quand les interférences sont-elles destructives ?

Réponse

Lorsque δ vaut (2k+1)λ2\frac{(2k+1)\lambda}{2}.

35Question

Comment se comportent les deux trous dans le dispositif de Young ?

Réponse

Ils se comportent comme deux sources synchrones produisant des franges parallèles.

36Question

Quelle est la formule de l'interfrange i dans les trous d'Young ?

Réponse

i=λDbi = \frac{\lambda D}{b}

37Question

Où sont situées les franges brillantes dans les trous d'Young ?

Réponse

Aux abscisses xc=kλDbx_c = \frac{k\lambda D}{b}.

38Question

Quelle explication donne l'interférence dans les bulles de savon ?

Réponse

Elle explique l'aspect coloré des bulles et des ailes de certains papillons.

39Question

Qu'est-ce que l'effet Doppler ?

Réponse

La variation de la fréquence perçue d'une onde due au mouvement relatif émetteur-récepteur.

40Question

Que se passe-t-il à la fréquence reçue quand émetteur et récepteur se rapprochent ?

Réponse

La fréquence reçue est supérieure à la fréquence émise.

41Question

Que se passe-t-il à la fréquence reçue quand émetteur et récepteur s'éloignent ?

Réponse

La fréquence reçue est inférieure à la fréquence émise.

42Question

Pour quels types d'ondes observe-t-on l'effet Doppler ?

Réponse

Pour les ondes mécaniques et électromagnétiques.

43Question

Comment définit-on le décalage Doppler ?

Réponse

Par la différence Δf=fr−fe\Delta f = f_r - f_e entre fréquence reçue et émise.

44Question

Quelle est la formule de la fréquence reçue si l'émetteur se rapproche du récepteur fixe ?

Réponse

fr,app=fe1−vcf_{r,app}=\frac{f_e}{1-\frac{v}{c}}

45Question

Quelle est la formule de la fréquence reçue si l'émetteur s'éloigne du récepteur ?

Réponse

fr,eˊloi=fe1+vcf_{r,éloi}=\frac{f_e}{1+\frac{v}{c}}

46Question

Quelle est l'expression exacte du décalage Doppler pour un éloignement ?

Réponse

Δfeˊloi=fevc+v\Delta f_{éloi}=\frac{f_ev}{c+v}

47Question

Quelle est l'approximation du décalage Doppler pour un éloignement quand c≫vc \gg v ?

Réponse

Δfeˊloi≃fevc\Delta f_{éloi} \simeq \frac{f_ev}{c}

48Question

Comment un radar mesure-t-il la vitesse d'un véhicule ?

Réponse

En analysant le double décalage Doppler total 2f0vc2f_0\frac{v}{c} de l'onde électromagnétique.

49Question

Quelles vitesses l'effet Doppler permet-il de mesurer ?

Réponse

La vitesse du sang dans le corps et la vitesse d'éloignement ou de rapprochement des étoiles et galaxies.

50Question

Quel décalage Doppler indique qu'une étoile s'éloigne ?

Réponse

Un décalage des raies d'absorption vers le rouge.

51Question

Quel décalage Doppler indique qu'un astre se rapproche ?

Réponse

Un décalage des raies d'absorption vers le bleu.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 25 questions sur Ondes sonores et phénomènes ondulatoires.

1. Une source délivre une puissance sonore de P=2,0 WP = 2{,}0\ \mathrm{W} sur une surface réceptrice de S=4,0 m2S = 4{,}0\ \mathrm{m^2}. Quelle est l’intensité sonore reçue ?

2. Quelle grandeur compare les intensités sonores sur une échelle logarithmique et s’exprime en décibels ?

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