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.
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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.
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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.
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