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BULLETIN OFFICIEL
Capacié expérimentale, numérique et liée aux erreurs.pdf Tableau-enseignements-de-spe_voie-generale_annee-2021_2022.pdfNo items in this section -
LES LEÇONS
- Chapitre n°1 transformation acide base et pH
- Chapitre n°2 méthodes physiques d’analyse d’un système
- Chapitre n°3 méthode chimique d’analyse d’un système chimique
- Chapitre n°4 Propriétés des ondes
- Chapitre n°5 la lunette astronomique
- Chapitre n°6 Etudes d’un dipôle électrique RC
- Chapitre n°7 la cinétique chimique
- Chapitre n°8 sens évolution d’un système
- Chapitre n°9 Force des acides et des bases
- Chapitre n°10 mouvements et deuxième loi de Newton
- Chapitre n°11 Mouvement et énergie dans un champ uniforme
- Chapitre n°12 – Mouvements des satellites
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Devoirs
Chapitre n°4 Propriétés des ondes
I. Intensité sonore et niveau d’intensité sonore
1) Définition d’une onde sonore
Un son est une onde mécanique longitudinale qui transporte ce l’énergie
2) Intensité sonore
a. Définition
La puissance P d’un son correspond à l’énergie transportée par unité de temps
L‘intensité sonore correspond à la puissance sonore par unité de surface I=P/S
I est en W.m-2
P est en W
S est en m²
b. Exemples
Déterminer les intensités sonores I1 et I2 d’un son émis depuis une source de puissance P=10-2W à d1= 1 mètre puis à d2= 2 mètres.
= 
=8,0.10-4W.m-2 
= 
=2,0.10-4W.m-2
L’intensité sonore, en un point, est inversement proportionnelle au carré de la distance qui le sépare de la source.
En déduire les puissances sonores P1 et P2 reçues par une oreille de section de s=1cm² distante de 1 mètre et de 2 mètres de la source.
On applique la relation P=I*S et on trouve :
- À 1 mètre : P1=I1*S= 8.10-4.10-4=8.10-8W
- À 2 mètres : P1=I2*S= 2.10-4.10-4=2.10-8W
3) Niveau d’intensité sonore
a. Définition
La sensation auditive d’une oreille est le niveau d’intensité sonore : L, en décibel ( dB), qui n’est pas proportionnel à l’intensité sonore : I, mais à son logarithme selon la relation:
I0 =10-12 W.m² est le seuil d’audibilité pour une oreille humaine.
b. L’intensité sonore à partir du niveau d’intensité sonore
On a les relations :
10Logx=x
On en déduit :
Soit la relation :
= 
= 
L’intensité sonore a donc pour expression :
I=I0.10L/10
c. Exemples
- Déterminer le niveau d’intensité sonore L1 d’une intensité sonore de I1 =10-8W.m-2
Le calcul donne : 
=10*log(104)=40dB
- Déterminer le niveau d’intensité sonore L2 d’une intensité sonore de I2 =2.10-8W.m-2
Le calcul donne : 
=10*log(2.104)=43dB
- Déterminer le niveau d’intensité sonore L3 d’une intensité sonore de I3 =10-7W.m-2
Le calcul donne : 
=10*log(105)=50dB
Conclusions
Lorsque l’intensité sonore est doublée le niveau d’intensité sonore augmente de 3dB.
Lorsque l’intensité sonore est multipliée par 10 le niveau d’intensité sonore augmente de 10.
4) L’atténuation
a. Définition
L’éloignement du récepteur de l’émetteur ou un obstacle qui se présente entre les deux, diminue le niveau d’intensité sonore.
On définit l’atténuation A en décibel comme la différence entre le niveau d’intensité sonore initial L1 moins le final Lf .
A=Li-Lf
b. Exemple
Déterminer le niveau d’atténuation A d’un récepteur qui s’éloigne de 10 mètres à 100 mètres de la source.
Si la distance qui sépare la source de l’émetteur est multipliée par 10 alors la surface sur laquelle se propage le son est 100 fois plus grande. L’intensité sonore est donc 100 fois plus faible. Si l’intensité sonore est 100 fois plus faible alors le niveau d’intensité sonore diminue de 20 et l’atténuation sera de20 dB
II. Diffraction d’une onde
1) Mise en évidence du phénomène
Dans une cuve à onde, on génère des ondes transversales qui passent au travers d’une ouverture.
Si la dimension de l’ouverture : a, est plus petite que celle de la longueur d’onde λ alors on assiste à un phénomène de diffraction, soit une modification de la direction de l’onde après son passage de l’ouverture. La diffraction caractérise la propagation d’une onde.
λ
La cuve à onde
Dans une cuve à onde on génère des ondes transversales qui passent au travers une ouverture.
Si la dimension de l’ouverture : a, est plus petite que celle de la longueur d’onde λ alors on assiste à un phénomène de diffraction soit une modification de la direction de l’onde après son passage de l’ouverture.
La diffraction caractérise la propagation d’une onde
2) Diffraction avec une onde lumineuse
a. Principe
Un faisceau laser de longueur d’onde λ est projeté sur une fente de largeur : a. Une figure de diffraction est obtenue sur un écran distant de D de la fente.
La mesure de la largeur de la tache centrale L se fait entre les zones d’extinction.
Le phénomène de diffraction peut être quantifié par l’angle caractéristique de diffraction θ.
On a c 
De plus on a la relation : tan θ = 
= 
Pour un angle θ suffisamment petit on a tan θ ≈ θ , soit θ = 
On en déduit 
= 
soit :
Voir : Diffraction et interférence (ostralo.net)
b. Exemple
Soit une onde de 650nm qui passe au travers d’une ouverture de largeur de 0,1mm quelle sera la largeur a de la tache de diffraction située à 1 mètre de l’ouverture.
On a la relation : L= 
L’application numérique donne : L= 
=0,013m
Soit 13mm
III. Interférence
1) Le phénomène d’interférence
Soit deux sources S1 et S2, d’ondes cohérentes, (de même fréquence), qui se propagent dans une cuve. On constate qu’en certains points que l’amplitude de l’onde est maximale et en d’autres, elle est minimale. On parle d’interférence au point M
Interférences d’ondes mécaniques à la surface de l’eau (youtube.com)
Signaux en phase ou en opposition de phase ? Onde interférence 1ère terminale (youtube.com)
2) 
Interférence constructive
Lorsque deux ondes parviennent en un point M et sont en phase, leurs amplitudes s’ajoutent.
On dit que l’interférence est constructive.
Alors la « différence de marche » entre S2 M et S1M est un nombre entier de fois la longueur d’onde λ. On a
δ(M)= S2M- S1M =k. λ
3) 
Interférence destructive
Lorsque deux ondes parviennent en un point M et sont en opposition de phase, leurs amplitudes se soustraient. On dit que l’interférence est destructive. Alors la « différence de marche » entre S2M et S1M est un nombre impair fois λ/2 soit :
δ(M)= S2M- S1M =(k+1/2 )λ
4) Exemple de deux sources S1 et S2 en vis-à-vis
Soit deux sources S1 et S2 de deux ondes cohérentes soit de même fréquence et en phase. Donner pour les points Mi si la différence de marche est de de k.λ ou de (k+1/2).λ
- δ(M1)= S2M1- S1M1 =0 soit de la forme k. λ avec k=0 donc interférence constructive δ(M1)= S2M1- S1M1 =0 soit de la forme k. λ avec k=0 donc interférence constructive.
- δ(M2)= S1M2- S2M2 =0,5 soit de la forme (k+1/2).λ avec k=0 donc interférence destructive.
- δ(M3)= S2M3- S1M3 =1cm soit de la forme k. λ avec k=1 donc interférence constructive.
- δ(M4)= S2M4- S1M4 =0 soit de la forme k. λ avec k=0 donc interférence constructive.
5) Interférence lumineuse
a. L’expérience de Young
Dans l’expérience des trous de Young, un faisceau laser de longueur d’onde λ, éclaire deux trous distants d’un écart noté : e . Ils se comportent ainsi comme deux sources cohérentes notées S1et S2. Les deux ondes provenant des sources S1 et S2 se superposent en un pont P de l’écran après avoir parcouru les distances S1P et S2P.
b. Interférences constructives et destructives
On définit la différence de marche optique ou de chemin optique comme ΔL=n(.S2P- S1P)
Si ΔL=k.λ ,on obtient une interférence constructive avec des franges brillantes.
Si ΔL=(k+1/2).λ ,on obtient une interférence destructive avec des franges sombres.
L’interfrange i est la distance qui sépare sur l’écran deux franges brillantes sa valeur est :
i=λ.D/e
diffraction et interférence spe physique – cours sur les ondes de terminale (youtube.com)
ECE 🎯 Physique – Chimie ✅ Diffraction – Montage expérimental | Terminale Spécialité (youtube.com)