EXERCICES D’AUTOMATISATION
2 La longueur d’onde d’une onde électromagnétique de fréquence très élevée est-elle plus grande ou plus petite que celle d’une onde de petite fréquence ? Ex 3 – Calculer des longueurs d’onde et des fréquences Dans le tableau ci-dessous, on a indiqué la longueur d’onde λ ou la fréquence ν d’ondes électromagnétiques
EXERCICES - CORRECTION
La longueur d’onde est donnée par : Ex 15 – Exploiter la double périodicité Les deux graphiques ci-dessous correspondent à la même onde périodique : 1 Déterminer la période, la longueur d’onde et l’amplitude de cette onde 2 En déduire la célérité de cette onde 1
Les ondes
Longueur d’onde Dans tout ce qui suit, nous supposerons que la perturbation initiale est du type sinusoïdal Nous pouvons imaginer des photographies de la corde aux instants : t =0 , T /4 , T /2 , 3 T /4 , T
Chapitre 3 : Propriétés des ondes
Dans le cas de la diffraction d’un laser de longueur d’onde par une fente de largeur a ou par un fil de diamètre a, l’écart angulaire de diffraction a pour expression : a Figure 5 D’après cette expression, on voit que la longueur de la tache centrale augmente si: - La longueur d’onde du laser incident augmente
SPECTROSCOPIE D’ABSORPTION DANS L’UV-VISIBLE
longueur d’onde La bande d'absorption est caractérisée par sa position en longueur d'onde λmax, nm (ou en nombre d’onde, cm-1) et par son intensité reliée au coefficient d’extinction molaire εmax (A = εlC) La position du maximum d’absorption correspond à la longueur d’onde de la radiation qui provoque la transition
COLORIMETRIE I QUELQUES POINTS FONDATEURS DE LA COLORIMETRIE
Evaluer la longueur d’onde complémentaire de A ( ), ainsi que la teinte correspondante 3 On considère une couleur lumière B de coordonnées trichromatiques =0,10 et =0,60 a Evaluer la longueur d’onde dominante ( ), ainsi que la teinte correspondante b alculer la pureté d’excitation ???? ( )
Chapitre 5 : Rayonnement solaire
Déterminer la température de surface du Soleil D’après le graphique représentant l’irradiance solaire spectrale en fonction de la longueur d’onde, on voit que la longueur d’onde d’émission maximale pour le Soleil est de ????????????????= 500 D’après la loi de Wien : ????????????????×????=2,9 10−3 ???? ????=
ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE PARTIE 2 LE SOLEIL NOTRE SOURE D
1°) Grâce à la loi de Planck, trouver graphiquement la longueur d’onde du maximum d’émission d’un orps noir dont la température est de 3500, 4000, 4500, 5000 ou 5500 K Doc 3 et 4 T (K) λmax (nm) Couleur 2°) Indiquer pour chaque température quelle est la couleur perçue du rayonnement (doc2)
ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE PARTIE 2 LE SOLEIL NOTRE SOURE D
1°) Grâce à la loi de Planck, trouver graphiquement la longueur d’onde du maximum d’émission d’un orps noir dont la température est de 3500, 4000, 4500, 5000 ou 5500 K Doc 3 et 4 T (K) 5500
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Ex 1 Cinq minutes chrono !!
Dans lordre : perturbation/propagation/matière/énergie/transversale/retard/célérité/b/b/a/b
Ex 2 : les ultrasons - les vagues - la lumière - ressort tendu puis relâché. nécessiter de milieu de propagation.Ex 3 Distance
À partir de la formule de la célérité : alors avec d = 34 min = 34 × 60 = 2 040 s, donc .Ex 4 Retard
sa source.Le retard
Ex 5 Période et fréquence
Une oߣ
période puis sa fréquence. ONDES ET SIGNAUX CHAPITRE 10EXERCICES - CORRECTION
Ex 6 Une onde sonore sinusoïdale a pour fréquence ݂ൌͻͺͲܪLa relation qui lie les trois grandeurs est
Ex 7 Isolation phonique
1. Expliquer
2. De la même façon, après en avoir recherché la définition expliquer le rôle des brise-
1. ergie des ondes sonores est (en partie) absorbée par les bouchons. Ceux-
cette énergie pour modifier leur structure (en se déformant microscopiquement),2. Un brise- se trouve
ux et les pontons.Ex 8 Calcul de retard
en acier. 1. 2.1. Le retard correspond à la durée écoul, lorsque le train démarre) et la réception
de celui-d = 6,5 km plus loin.2. De la même façon,
Remarque
Ex 9 ans un câble
extrémité1. Pourquoi peut-
2. Le câble mesure ܮ
chronométré. Calculer sa célérité.3. Combien de temps mettrait cette onde à parcourir une corde tendue dans des conditions identiques mais de
longueur ܮ1. En appuyant sur le câble, on écarte celui- standard ») en le déformant. On
écart qui se déplace ensuite de proche en proche. 2. 3.Ex 10 Evacuation du littoral
vagues met en danger les habitants et les constructions du littoral. Bien que la célérité de ces vagues décroît
célérité moyenne à : -ci prend naissance à ݀ൌ͵ͺ݇݉ au large ? Exprimer le résultat en heures puis en minutes.Ex 11 Distinguer des représentations
Associer à chaque graphique sa représentation : fonction de la distance, il sEx 12 Reconnaitre un type de description
Indiquer si chacune des situations suivantes est une description spatiale ou temporelle. a) Niveau de la mer qui monte et descend dans un port au rythme de la marée b) Photographie de la mer sur laquelle on observe des vagues c) Relevé des vibrations du sol obtenu par une station sismique a. et c. Représentation temporelle ; b. représentation spatiale.Justification :
s maréb. La photographie représente le niveau de la mer à un instant donné, sur cette photographie on peut observer le niveau
de lac. La station sismique est située à une position géographique précise et elle enregistre les vibrations du sol au cours du
temps, elle fournit une représentation temporelleEx 13 Electrocardiogramme
e la courbe ci-après :1. À quel phénomène physiologique sont associés ces signaux ?
2. Ces signaux qui se propagent dans le corps sont-ils sonores, sismiques ou électriques ?
3. Pourquoi peut-
4. Déterminer la période sachant qu
5. En déduire la fréquence cardiaque en hertz (Hz) puis en battements par minute (bpm).
1.2. Ce sont au départ des signaux électriques : des messages nerveux permettent la contraction du muscle cardiaque.
3. constate une légère différence pseudo-périodiques »).4. On compte 14,5 carreaux pour 4 périodes ; on obtient donc :
5. À partir de la période T, on déduit la fréquence tel que :
La fréquence étant le nombre de périodes par seconde, la valeur en bpm (battements par minute) est obtenu en
multipliant la fréquence par soixante : .Ex 14 Le diapason
suivante.1. Déterminer la période puis la fréquence du son émis par le diapason. À quelle note correspond sa hauteur ?
2.1. La période se lit sur le graphique : .
Donc leau, cette note est un La3.
On pourra rappeler à
instruments de musique.2. : .
Ex 15 Exploiter la double périodicité
Les deux graphiques ci-dessous correspondent à la même onde périodique : 1. cette onde2. En déduire la célérité de cette onde
1. tion en fonction du
e, on lit 3 T = 60 s. On en déduit la période T = 20 s. graphique, on lit 2ȜȜ150 m. Sur les deux graphiques on observe que = 40 cm.2. ݒൌఒ
Ex 16 Connaitre la double périodicité
1. : a) b) La longueur2. Donner la relation entre ces grandeurs
1. a. T, est la plus petite durée au bout de laquelle la perturbation se répète en un
point donné. b. Ȝ, est la plus petite distance mesurée suivant la direction de propagation qui sépare deux points du milieu dans le même état vibratoire en un instant donné.2. ݒൌఒ
் avec v en m·s1 si Ȝest en m et T est en s.Ex 17 Calculer une période
Les données ci- :
1. Calculer la période de chacune de ces ondes
2. Comparer ces périodes
1. On a ݒൌఒ
ଽସଷൌͲǡʹͻͻ݄ soit environ 18,0 min et ଷൌͲǡʹͻ soit environ 18 min.2. Ces deux périodes sont sensiblement égales
Ex 18 Le radar de recul
marche automatiquement. Le capteur est situé sous lepare-chocs arrière du véhicule. Il a une portée minimale ݀ൌͲǡ͵Ͳ݉
une distance du capteur inférieure à dmin ne peut pas être détecté. Il est co-électrique
utilisé à la fois en émetteur ou en récepteur. Il ne peut fonctionner en récepteur que lorsq
1.2. Donner ݒ௦
réception du signal ߂3. Vérifier que pour ݀ൌ݀ , ߂ݐൌ߂
4. Pourquoi en dessous de ݀e ne peut-elle pas être détectée correctement ?
5. Que faudrait-il modifier pour que cette distance minimale soit plus petite ?
1. Schéma de la situation :
2. La relation entre la disd, la célérité des ultrasons
3. t pour d = dmin : .
On est bien, aux chiffres significatif près, à la valeur de .4. En dessous de dmint r--à-dire que
temps récepteur, le signal ne sera alors pas exploité.5. Il faudrait diminuer la durée des salves (les " raccourcir »).
Ex 19 Le sonar
-marin émet des ultrasons pour estimer, entre autres, la profondeur du fond marin. Il est aussi1. . Que se passe-t-
fond ? 2.3. ߂
1. inverse. 2. :3. -retour, soit 2 ht.
Ex 20 Des vagues en eau peu profondes
mécaniques en laboratoire. Elle permet de générer des vagues sinusoïdales à la surface e grâce à un miroir, sur un écran (voir schéma ci-contre une image contrastée : les zones sombres et claires traduisent les creux et les sommets des vagues successives. Le vibreur génère une onde progressive sinusoïdale de fréquence ݂ൌʹͷܪ source sont séparés de 1,3 cm.Données :
- Dans le modèle de vague en eau pe 1. 2. En périphérie de la cuve, deux sommets sont séparés de 1,0 cm.3. Que peut-on en déduire sur la
4. ivisée par 4.
Ex 21 Une gouttière percée
Un jour de -dessus est percée. Des
gouttes tombent régulièrement de la gouttière, à raison de 72 gouttes par minute. À chaque fois une petite vague
circulaire est créée. Son diamètre grandit. Entre deux vagues successives on mesure une distance d= 20 cm.
1. Une onde mécanique progressive périodique est créée. Justifier chaque terme en caractères gras
2. Calculer la fréquence de l
3. En déduire sa période en seconde
4. Quelle distance a parcouru une vague avant que la suivante prenne naissance ?
5. 6.1. mécanique progressive perturbation qui se propage : les cercles sont de plus en
-à-dire à un intervalle de temps régulier qui définit une période.2. La fréquence correspond au nombre de phénomènes qui se produisent chaque seconde. Ici 72 gouttes tombent par
minute, donc 60 fois moins en une seconde.Ainsi, .
3.4. vaut d = 20 cm. .
5. T, soit 0,83 s.
6. La célérité vaut .
Ex 22 Onde sur une corde
verticalement, sinusoïdalement, avec une période T de 250 ms. 1. Après 2,1 s, une perturbation a parcouru la distance d = 3,2 m. 2. 1 a) Déterminer la longueur ߣ3. b) En déduire la célérité v1 1 et la comparer
à la valeur v déterminée à la question 2.4. 2, 125 ms après la
date t1Ex 23 Ondes mécaniques en qcm
1. a. joule. b. mètre par seconde. c. mètre.2. sinusoïdale :
a. est la distance parcourue pendant une période. b. est la distance parcourue depuis la source. c. est la distance parcourue avant disparition de 3. signifie que : a. sur un objet. b. la grandeur physique perturbée est la pression. c. les sons ne se propagent que dans l 4. a. elle fait demi-tour (réflexion). b. elle en retrouve immédiatement après. c. elle disparaît.5. La double périodicité fait référence à :
a. une onde sinusoïdale. b. une onde avec deux perturbations successives. c. une onde qui peut se propager dans deux sens.6. Le retard :
a. est fixe dans un milieu donné. b. diminue avec le temps. c. augmente si on est plus éloigné de la source.7. Une onde est mécanique :
a. b. r se propager. c. 1. : b. mètre par seconde. 2. : a. est la distance parcourue pendant une période. 3. : b. la grandeur physique perturbée est la pression. 4. : c. elle disparaît.5. La double périodicité fait référence à :
a. une onde sinusoïdale.6. Le retard :
c. augmente si on est plus éloigné de la source.7. Une onde est mécanique :
b.Ex 24 La corde de guitare
de sa tension T (exprimée en N) et de sa masse par unité de1. ܮൌͺͷܿ
2. , sachant que la tension est de 102 N.
-dessous.3. e sonore.
4. la fréquence du son. Faut-il
tendre ou détendre la corde pour obtenir un son de fréquence 300 Hz ?1. Application de la définition :.
2. On a alors
3. On lit T = 3,0 ms sur le graphique. On en déduit
4. On cherche à atteindre une fréquence plus basse, il faudra donc détendre la corde
Ex 25 Ressort
Un ressort est soumis à une déformation périodique, sinusoïdale.On filme la propagation des ces ondes périodiques le long du ressort. Après analyse du pointage vidéo du
Le déplacement, auto
்ൈݐߔቁ. Avec A ; T : la période ; et ߔ t=0). Indice : sur le graphique on voit que lorsque t=0, x(t=0) = 01. Choisir les bonnes affirmations
1.2. Le point du ressort se déplace de 2
2.3. Vérifier que les points appartiennent à la courbe du graphique
1. affirmation A est correcte car on constate sur le graphique
la période est 0,5 s.2. a. On calcule x(0) = 0 cm ; x(0,2) = 5,9 cm et x(0,4) = 9,5 cm.
b. Ces points appartiennent bien à la courbe.Ex 26 propagation
perturbation se propage. Ces tranches peuvent se déplacer les unes par rapport aux autres. On fait correspondre à
chaque tranche une masse et un ressort. Les diverses associations forment une chaîne.Deux modèles sont possibles :
- Dans le modèle 1, les masses se déplacent dans la direction de la chaîne- Dans le modèle 2, les masses se déplacent dans une direction perpendiculaire à la direction de la chaîne.
1. Associer à chacune des ondes ci-dessous le modèle qui lui correspond
longitudinale HouleSon r.
2. À partir de ces modèles, expliquer la propagation de chacune de ces ondes.
3. Quelle est la propriété du milieu matériel modélisé par les ressorts ?
perpendiculaire à la direction de propagatio la surfaceLe son da
déplacement dans la direction de la chaine. Complément : e retrouve plus proche de certaines de cesvoisines et plus éloignée ns entre molécules sont modifiées et provoquent le déplacement des
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