Exercice 1

Exercice 1
On a réalisé deux prises de vue séparées par une durée (t de 100 ms. Une
règle blanche de 100 cm de longueur est disposée près du ressort pour
donner une échelle des distances. 1. Le phénomène présenté constitue une onde. Est-elle transversale ou
longitudinale ? Expliquer.
2. Quelle est la célérité de l'onde le long du ressort ? Exercice 2 On utilise une cuve à ondes. Une pointe S frappe la surface de l'eau de
profondeur constante à la fréquence f = 20 Hz. Un enregistrement est
réalisé et on dispose d'une image de cet enregistrement.
[pic]
On voit des cercles clairs et noirs. On mesure la distance séparant, sur un
rayon, le cercle noir de rang n et le cercle noir de rang n + 4 ; on trouve
d = 18 cm.
1. Comment peut-on qualifier l'onde obtenue ?
2. Calculer la longueur d'onde des ondes se propageant à la surface de
l'eau ;
3. Calculer la célérité des ondes.
4. Sur un rayon, on dispose deux petits morceaux de liège en des points M
et N tel que SM = 1,5 cm et SN = 10,5 cm. Que peut-on dire des
mouvements des points M et N et des mouvements des deux bouchons. Exercice 3 On réalise le montage schématisé ci-dessous afin d'étudier l'influence de
la largeur a d'une fente sur le phénomène de diffraction. 1. Représenter la figure de diffraction obtenue sur l'écran. Faire
figurer l'écart angulaire ( sur le schéma.
2. La longueur d'onde de la radiation émise par le laser est (0 = 632,8
nm. On mesure l'écart angulaire pour différentes valeurs de la largeur
a de la fente. Les valeurs sont regroupées dans le tableau suivant :
|( en |12,5 |6,0 |3,0 |2,0 |1,3 |
|10-3 | | | | | |
|radian | | | | | |
|a en mm |0,05 |0,10 |0,20 |0,30 |0,50 |
Vérifier, à l'aide des mesures, la pertinence de la relation ( = (/a. EXERCICE 4 A) Ondes circulaires Au laboratoire, on dispose d'une cuve à ondes contenant de l'eau à la
surface de laquelle flotte un petit morceau de polystyrène. Un vibreur,
dont la fréquence est égale à 30 Hz, produit des ondes circulaires à la
surface de l'eau (reproduction de la photographie de la surface à l'échelle
¼).
1. Décrire le mouvement du morceau de polystyrène.
2. Déterminer le plus précisément possible la longueur d'onde.
3. Déterminer la célérité de cette onde.
4. La surface de l'eau est un milieu dispersif. Que signifie cette
expression ?
B) Ondes rectilignes Le vibreur est maintenant muni d'un réglet ; il produit des ondes
rectilignes. On interpose sur le trajet de l'onde incidente une fente de
largeur a. On obtient la figure ci-dessous.
1. Faire apparaître, sur la reproduction de l'image, la longueur d'onde de
l'onde incidente notée (1 et la longueur d'onde de l'autre onde notée (2.
2. Comparer les valeurs de ces deux longueurs d'onde.
3. Nommer le phénomène observé.
4. Pourquoi le phénomène est-il très marqué dans cette expérience ?
5. Avec quelles autres ondes (non mécaniques) peut-on observer le même
phénomène?
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[pic] [pic] [pic] figure réelle reproduction [pic] a Laser Fente verticale Ecran D