QCM : Phénomènes ondulatoires et Doppler (8 questions)

Question 1

1. Un capteur reçoit une puissance sonore de $0{,}006\,\mathrm{W}$ répartie uniformément sur une surface de $3\,\mathrm{m^2}$ . Quelle est l’intensité sonore reçue ?

0{,}018\,\mathrm{W\,m^{-2}}

0{,}006\,\mathrm{W\,m^{-2}}

0{,}002\,\mathrm{W\,m^{-2}}

500\,\mathrm{W\,m^{-2}}

Explication

L’intensité est la puissance reçue par unité de surface : $I=P/S=0{,}006/3=0{,}002\,\mathrm{W\,m^{-2}}$ . La valeur $0{,}018$ vient d’une multiplication, tandis que $500$ inverse le rapport.

Answer

$$0{,}002\,\mathrm{W\,m^{-2}}$$

Question 2

2. Un son possède une intensité $I=10^{-6}\,\mathrm{W\,m^{-2}}$ et le seuil de référence vaut $I_0=10^{-12}\,\mathrm{W\,m^{-2}}$ . Quel est son niveau d’intensité sonore ?

-60\,\mathrm{dB}

6\,\mathrm{dB}

10^{6}\,\mathrm{dB}

60\,\mathrm{dB}

Explication

La définition donne $L=10\log(I/I_0)$ ; ici le rapport vaut $10^6$ , donc $L=10\times6=60\,\mathrm{dB}$ . $6\,\mathrm{dB}$ omet le facteur 10, et le rapport inversé donne un niveau négatif.

Answer

$$60\,\mathrm{dB}$$

Question 3

3. À un premier point, le niveau sonore est de $82\,\mathrm{dB}$ et, après propagation, il est de $67\,\mathrm{dB}$ . Quelle atténuation sonore sépare ces points ?

149\,\mathrm{dB}

-15\,\mathrm{dB}

67\,\mathrm{dB}

15\,\mathrm{dB}

Explication

L’atténuation est la différence entre le niveau au premier point et celui au second : $A=L-L'=82-67=15\,\mathrm{dB}$ . La valeur négative inverse la soustraction, tandis que l’addition des niveaux ne définit pas l’atténuation.

Answer

$$15\,\mathrm{dB}$$

Question 4

4. Deux haut-parleurs fonctionnent simultanément et un observateur mesure le signal au même point. Quelle grandeur s’additionne pour déterminer l’effet combiné des sources ?

Les atténuations entre la source et l’observateur

Les intensités sonores

Les niveaux d’intensité sonore

Les fréquences des deux sons

Explication

En un point, les intensités sonores produites par plusieurs sources s’additionnent, tandis que les niveaux en décibels ne s’additionnent pas directement. L’addition directe des niveaux confond une échelle logarithmique avec les intensités physiques.

Answer

Les intensités sonores

Question 5

5. Que désigne le décalage Doppler entre un émetteur et un récepteur en mouvement relatif ?

La somme des fréquences reçue et émise

La différence entre la fréquence reçue et la fréquence émise

La variation de l’intensité sonore pendant la propagation

La différence entre les longueurs d’onde reçue et émise

Explication

Le décalage Doppler est défini par la fréquence reçue moins la fréquence émise, soit $\Delta f=f_R-f_E$ . La différence entre les longueurs d’onde peut aussi caractériser les effets du mouvement, mais ce n’est pas la définition du décalage Doppler donnée ici.

Answer

La différence entre la fréquence reçue et la fréquence émise

Question 6

6. Quelle caractéristique distingue le spectre d’un son complexe de celui d’un son pur ?

Il présente une fréquence fondamentale et des fréquences harmoniques multiples de celle-ci.

Il présente une fréquence fondamentale sans aucune fréquence harmonique.

Il présente une série de fréquences harmoniques sans fréquence fondamentale.

Il présente plusieurs fréquences fondamentales sans relation entre elles.

Explication

Le spectre d’un son complexe comprend une fréquence fondamentale ainsi que des harmoniques qui en sont des multiples. À l’inverse, un son pur présente une seule fréquence dans son spectre.

Answer

Il présente une fréquence fondamentale et des fréquences harmoniques multiples de celle-ci.

Question 7

7. À quoi sert le niveau d’intensité sonore exprimé en décibels ?

À mesurer la puissance totale émise par une source, indépendamment de la surface considérée.

À quantifier la diminution de l’intensité sonore entre deux points de propagation.

À indiquer la fréquence d’un son en la comparant à la fréquence fondamentale.

À exprimer de façon logarithmique l’intensité sonore par rapport à une intensité de référence.

Explication

Le niveau en décibels compare l’intensité sonore à l’intensité de référence selon une échelle logarithmique. La diminution entre deux points relève de l’atténuation sonore, et non de la définition du niveau.

Answer

À exprimer de façon logarithmique l’intensité sonore par rapport à une intensité de référence.

Question 8

8. Quelle comparaison distingue l’atténuation géométrique de l’atténuation par absorption ?

La première résulte de la dispersion de l’énergie avec la distance, tandis que la seconde vient de l’énergie absorbée par le milieu.

La première réduit la fréquence du son avec la distance, tandis que la seconde augmente sa longueur d’onde dans le milieu.

La première diminue le niveau sonore par réflexion, tandis que la seconde le réduit par addition des intensités.

La première provient de l’énergie absorbée par le milieu, tandis que la seconde résulte de la dispersion avec la distance.

Explication

L’atténuation géométrique apparaît quand l’éloignement répartit l’énergie sur une surface plus grande, alors que l’absorption correspond à une partie de l’énergie prélevée par le milieu. La dispersion liée à la distance ne décrit donc pas l’atténuation par absorption.

Answer

La première résulte de la dispersion de l’énergie avec la distance, tandis que la seconde vient de l’énergie absorbée par le milieu.

QCM : Phénomènes ondulatoires et Doppler (8 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un capteur reçoit une puissance sonore de $0{,}006\,\mathrm{W}$ répartie uniformément sur une surface de $3\,\mathrm{m^2}$ . Quelle est l’intensité sonore reçue ?

2. Un son possède une intensité $I=10^{-6}\,\mathrm{W\,m^{-2}}$ et le seuil de référence vaut $I_0=10^{-12}\,\mathrm{W\,m^{-2}}$ . Quel est son niveau d’intensité sonore ?

3. À un premier point, le niveau sonore est de $82\,\mathrm{dB}$ et, après propagation, il est de $67\,\mathrm{dB}$ . Quelle atténuation sonore sépare ces points ?

4. Deux haut-parleurs fonctionnent simultanément et un observateur mesure le signal au même point. Quelle grandeur s’additionne pour déterminer l’effet combiné des sources ?

5. Que désigne le décalage Doppler entre un émetteur et un récepteur en mouvement relatif ?

6. Quelle caractéristique distingue le spectre d’un son complexe de celui d’un son pur ?

7. À quoi sert le niveau d’intensité sonore exprimé en décibels ?

8. Quelle comparaison distingue l’atténuation géométrique de l’atténuation par absorption ?

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QCM : Phénomènes ondulatoires et Doppler (8 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un capteur reçoit une puissance sonore de 0,006 W0{,}006\,\mathrm{W}0,006W répartie uniformément sur une surface de 3 m23\,\mathrm{m^2}3m2. Quelle est l’intensité sonore reçue ?

2. Un son possède une intensité I=10−6 W m−2I=10^{-6}\,\mathrm{W\,m^{-2}}I=10−6Wm−2 et le seuil de référence vaut I0=10−12 W m−2I_0=10^{-12}\,\mathrm{W\,m^{-2}}I0​=10−12Wm−2. Quel est son niveau d’intensité sonore ?

3. À un premier point, le niveau sonore est de 82 dB82\,\mathrm{dB}82dB et, après propagation, il est de 67 dB67\,\mathrm{dB}67dB. Quelle atténuation sonore sépare ces points ?

4. Deux haut-parleurs fonctionnent simultanément et un observateur mesure le signal au même point. Quelle grandeur s’additionne pour déterminer l’effet combiné des sources ?

5. Que désigne le décalage Doppler entre un émetteur et un récepteur en mouvement relatif ?

6. Quelle caractéristique distingue le spectre d’un son complexe de celui d’un son pur ?

7. À quoi sert le niveau d’intensité sonore exprimé en décibels ?

8. Quelle comparaison distingue l’atténuation géométrique de l’atténuation par absorption ?

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1. Un capteur reçoit une puissance sonore de $0{,}006\,\mathrm{W}$ répartie uniformément sur une surface de $3\,\mathrm{m^2}$ . Quelle est l’intensité sonore reçue ?

2. Un son possède une intensité $I=10^{-6}\,\mathrm{W\,m^{-2}}$ et le seuil de référence vaut $I_0=10^{-12}\,\mathrm{W\,m^{-2}}$ . Quel est son niveau d’intensité sonore ?

3. À un premier point, le niveau sonore est de $82\,\mathrm{dB}$ et, après propagation, il est de $67\,\mathrm{dB}$ . Quelle atténuation sonore sépare ces points ?