QCM ondes. Concours audioprothèsiste Bordeaux 2015.

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Une seule réponse juste par question ; des points négatifs seront affectés en cas de réponse fausse.
1. Un séisme engendre diverses ondes mécaniques qui se propagent à la surface et à l'intérieur de la terre. A la surface de la terre, les ondes P se propagent à une vitesse de 8 km / s et les ondes S à 5 km / s. Une station d'observation reçoit les ondes S cinq minutes après la réception des ondes P. A quelle distance ( en km ) se trouve t-elle de l'épicentre du séisme ?
3900 ; 65 ; 15 ; 4000 ; 900.
On note d cette distance : d = 8 t ; d = 5 ( t+5*60).
d = 5 (d/8 +300) ;  0,2 d = 0,125 d +300 ; d = 300 / 0,075 = 4000 km.

2. A quelle distance ( en mètre )se trouve une paroi verticale dont l'écho sonore nous parvient décalé de 300 ms par rapport à l'instant d'émission ?
51 ; 441 ; 102 ; 204 ; 1133.
On note d cette distance : 2d = vson t ; d =0,5*340*0,3 = 51 m.

3. On se place à égale distance de deux diapasons identiques supposés émettre à 440 Hz. Si l'intensité sonore entendue pour un seul diapason vaut I, quelle est l'intensité maximale perçue pour les deux diapasons ?
I, 2I, 4I, 3I, ½I.
Les intensité sonores s'ajoutent. 2I.

4. Un navire a sur son mât une lumière verte ( l = 500 nm). Pour un plonguer immergé dans l'eau à côté du navire, quelles sont les longueurs d'onde et la couleur apparente de la lumière ?
500 nm ( verte) ; 665 nm ( rouge) ; 376 nm ( verte) ; 376 nm ( violette ) ; 665 nm  ( verte).
l = l0 / neau = 500 / 1,33 ~376 nm.
Pour le cerveau ce qui donne la couleur c'est la fréquence de la radiation ; or celle-ci est constante quel que soit le milieu, donc lumière verte.

5. Vous disposez de 10 filtres identiques. L'un d'eux est placé devant une lumière blanche et la lumière apparaît rouge. Quand tous les filtres sont placés devant la même source, une pâle lumière verte est transmise. Laquelle des courbes suivantes peut représenter le coefficient de transmission d'un filtre en fonction de la longueur d'onde ?
Le filtre rouge transmet principalement le rouge et absorbe en grande partie le vert et le bleu.

6. Un faisceau acoustique de longueur d'onde l = 5,0 cm est subdivisé en deux faisceaux d'intensités égales et recombinés à l'aide d'un système illustré ci-dessous. Chaque élément de ce système est très rigide et parfaitement réfléchissant ( pas de déphasage introduit au niveau de ces surfaces ). Quelle doit être la distance x ( en cm) pour que l'intensité du faisceau au point P ( le détecteur ) soit nulle ?
6,04 ; 0,88 ; 0,63 ; 3,02 ; 1,77.

Différence de marche entre les deux faisceaux : d =2(1,414 -1) x ~ 0,83 x.
Les interférences sont destructrices si la différence de marche est un multiple impair de la demi-longueur d'onde : 0,83 x = ( 2k+1) 2,5 avec k entier.
pour k = 0, x = 2,5 / 0,83 ~  3,0 cm.

7. De la lumière de longueur d'onde l = 600 nm éclaire une fente de largeur a = 0,1 mm en incidence normale. Quelle est la position angulaire  du premier minimum ?
0,34 rad ; 6 mrad ; 12 mrad ; 0,2 mrad ; 0,69°.
q = l / a = 600 10-9 / 10-4 =0,006 rad = 6 mrad.

8. De la lumière de longueur d'onde l = 600 nm éclaire une fente de largeur a = 0,1 mm en incidence normale. On réduit la largeur de la fente. Pour quelle valeur de a n'observe-t-on plus de minimum de diffraction ?
0,6 µm ; 0,3 µm ; 1,2 µm ; 0,15 µm ; 0,2 mm.
q = l / a ~½p ; a~1200 / 3,14 ~380 nm~0,38 µm.

9. Des interférence stables se produisen lorsque deux ondes :
 - se superposent ;
- de même fréquence se superposent ;
- de fréquences différentes se superposent ;
-  cohérentes se superposent ( vrai) ;
 - se superposent au niveau d'un écran.

10. L'éran de diffraction de la lumière blanche présente une tâche centrale :
 verte ; rouge ; noire ; blanche avec des irisations sur les bords ( vrai) ; colorée.





11. Les interférences constructives sont observées quand les deux ondes cohérentes :
se superposent ; sont en phase ( vrai) ; sont décorélées ; sont en opposition de phase ; ne se superposent pas.

12. Les interférences destructives sont observées quand les deux ondes cohérentes qui interfèrent :
- sont décalées d'un nombre entier de longueur d'onde ;
-
sont décalées d'un nombre entier de demi-longueur d'onde ;
-
sont décalées d'un nombre entier impair de demi-longueur d'onde ; ( vrai)
 
- sont décalées d'un nombre entier pair de demi-longueur d'onde ;
- sont décalées d'un nombre entier impair de longueur d'onde.
 
13. Dans l'écran d'interférence obtenue avec l'expérience d'Young en lumière monochromatique, la frange centrale est :
- de même largeur que les autres franges ; (vrai)
- deux fois plus large que les franges latérales ;
- beaucoup plus lumineuse que les autres franges ; (vrai)
- deux fois moins large que les franges latérales ;
- trois fois moins large que les franges latérales.











14. Lors du phénomène de diffraction avec les fentes d'Young en lumière monochromatique, l'écran d'observation doit être placé :
- à une distance précise qui dépend de la taille de l'ouvertutre de chaque fente et de la longueur d'onde ;
- à une distance précise qui dépend de la taille de l'ouvertutre de chaque fente ;
- à une distance précise qui dépend de la longueur d'onde ;
- à une distance précise qui dépend de la distance qui sépare les deux fentes ;
- à n'importe quelle distance des fentes. ( vrai).

15. Pour obtenir une figure d'interférences en lumière monochromatique, il faut :
- deux lampes monochromatiques différentes et indépendantes ;
- une seule lampe monochromatique munie d'une seule fente et d'un système permettant d'obtenir deux sources secondaires ( vrai) ;
- deux lampes monochromatiques identiques branchées sur le même récepteur ;
 - deux lampes monochromatiques identiques avec un dispositif interfétentiel ;
- deux lampes monochromatiques identiques indépendantes.

16. Deux fentes fines verticales parallèles, distantes de a = 0,50 mm, sont placées à une distance D = 1,0 m d'un écran E. Elles se comportent comme des sources S1 et S2 émettant des ondes lumineuses synchrones de fréquence f = 508 THz.
- Les ondes lumineuses émises ont une longueur d'onde égale à 550 nm.
3,0 108 / (508 1012) =5,9 10-7 m = 590 nm.
- Sachant que la différence de marche en M vaut 1,18 cm, alors les interférences en M sont constructives. Vrai.
1,18 10-2 / (5,9 10-7)=2 104, nombre entier.
- L'interfrange i vaut 1,18 cm.
lD/a =590 10-9 *1,0 / (5 10-4) =1,18 10-3 m = 1,18 mm.
- Sachant que la différence de marche en M vaut 1,18 mm, alors les interférences en M sont destructives.
1,18 10-3 / (5,9 10-7)=2 103.
17. Une espérience d'interférences est réalisée entre deux fentes très fines parallèles, séparées d'une distance a, éclairées par un faisceau laser émettant une radiation de longueur d'onde 630 nm. On observe des franges brillantes sur un écran placé à une distance D = 2,0 m des fentes. Si on double la distance a entre les fentes :
- l'interfrange double ;
- l'interfrange triple ;
- l'interfrange se divise par deux ( vrai) ;
- l'interfrange se divise par quatre ;
- l'interfrange reste inchangé.


ans


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