QCM : Propagation des ondes et diffraction — 10 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle affirmation décrit correctement une onde mécanique ?

Elle transporte obligatoirement de la matière
Elle peut se propager dans le vide
Elle nécessite un milieu matériel pour se propager
Sa fréquence dépend de la taille du milieu

Elle nécessite un milieu matériel pour se propager

Explication

Une onde mécanique a besoin d’un milieu matériel pour se propager. Elle transporte de l’énergie sans transporter de matière.

2. Quelle relation lie la fréquence d’une onde périodique à sa période ?

f = λ/T
f = T
f = 1/T
f = v/λ

f = 1/T

Explication

La fréquence est le nombre de périodes par seconde, donc elle vérifie f = 1/T. Les autres relations concernent d’autres grandeurs ou sont incorrectes.

3. Dans quelles conditions la diffraction devient-elle notable ?

Lorsque la fréquence de l’onde change
Lorsque la dimension de l’ouverture est comparable à la longueur d’onde
Lorsque l’onde transporte de la matière
Lorsque l’onde est forcément lumineuse

Lorsque la dimension de l’ouverture est comparable à la longueur d’onde

Explication

La diffraction est importante quand la taille de l’ouverture ou de l’obstacle est du même ordre de grandeur que la longueur d’onde. Elle modifie surtout la direction de propagation.

4. Quel est l’effet d’une ouverture très grande devant la longueur d’onde sur la diffraction ?

La diffraction devient négligeable
L’angle de diffraction augmente fortement
La fréquence de l’onde diminue
L’onde ne se propage plus

La diffraction devient négligeable

Explication

Si la dimension de l’ouverture est très grande devant la longueur d’onde, l’angle caractéristique devient quasi nul et la diffraction est négligeable. La fréquence n’est pas modifiée.

5. Quelle condition permet à deux ondes d’interférer efficacement ?

Elles ont des fréquences différentes mais une même amplitude
Elles doivent se propager dans le vide
Elles doivent forcément être lumineuses
Elles ont la même fréquence et un déphasage constant

Elles ont la même fréquence et un déphasage constant

Explication

Deux sources cohérentes ont la même fréquence et un déphasage constant, ce qui permet des franges stables. Sans cohérence, les interférences ne sont pas durables.

6. Dans l’expérience de Young, quelle expression donne l’interfrange ?

i = a12/(λD)
i = D/λ
i = λD/a12
i = λ/a12

i = λD/a12

Explication

L’interfrange vérifie i = λD/a12, avec D la distance trous-écran et a12 l’écartement des trous. Elle augmente donc avec λ et D, et diminue quand a12 augmente.

7. Comment définit-on l’intensité sonore ?

Comme la durée d’un motif sonore
Comme la vitesse de propagation du son
Comme la fréquence perçue par l’oreille
Comme la puissance acoustique reçue par unité de surface

Comme la puissance acoustique reçue par unité de surface

Explication

L’intensité sonore est la puissance acoustique reçue par unité de surface, en W·m⁻². Elle ne doit pas être confondue avec le niveau sonore en décibels.

8. Si l’intensité sonore est divisée par 100, quelle est l’atténuation correspondante ?

10 dB
20 dB
100 dB
2 dB

20 dB

Explication

Une division par 100 correspond à une diminution de 20 dB car l’échelle est logarithmique. L’atténuation se calcule à partir du rapport des intensités.

9. Que se passe-t-il pour la fréquence perçue lorsqu’une source sonore se rapproche d’un observateur fixe ?

Elle augmente
Elle reste inchangée
Elle diminue
Elle devient nulle

Elle augmente

Explication

Lors d’un rapprochement, les fronts d’onde se resserrent et la fréquence reçue est plus grande que la fréquence émise. À l’inverse, un éloignement fait diminuer la fréquence perçue.

10. Quelle application fait partie des usages cités de l’effet Doppler ?

La mesure de la longueur d’onde par atténuation
La mesure de la vitesse radiale d’une étoile
La détermination de la période d’une onde
Le calcul de l’interfrange d’une figure de diffraction

La mesure de la vitesse radiale d’une étoile

Explication

L’effet Doppler est utilisé pour mesurer des vitesses, notamment la vitesse radiale d’une étoile via le Doppler-Fizeau. Les autres propositions renvoient à d’autres notions du cours.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 10 flashcards sur Propagation des ondes et diffraction.

Onde — définition ?

Propagation d’une perturbation transportant de l’énergie.

Onde mécanique — rôle ?

Se propage dans un milieu matériel.

Onde électromagnétique — rôle ?

Se propage dans le vide ou un milieu.

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Consultez la fiche de révision complète sur Propagation des ondes et diffraction.

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