Correction de l`exercice 1 : Etude de la charge d`une bobine idéale

CORRECTION DS TYPE BAC N°1.
Ex 1 : 1.1. On appelle onde mécanique progressive, le phénomène de propagation d’une perturbation
de proche en proche dans un milieu matériel sans transport de matière mais avec transport
d’énergie.
2.1. On détermine le retard de l’onde au niveau de M2 noté , connaissant la distance M1M2, on en
déduit v.
M M
2,00
2.2. v = 1 2 =
= 333 m.s-1 avec 1 = 0,008 – 0,002 = 0,006 s

3
1
6,00.10
M 2M 3
3,00
v=
=
= 333 m.s-1 avec 2 = 0,017 – 0,008 = 0,009 s

3
2
9,00.10
2.3. Les résultats obtenus sont identiques et correspondent bien à la célérité du son dans l’air donc
on peut considérer ces deux résultats comme étant cohérents.
3.1. on mesure 3T : 3T = 6,8 ms d’où T = 6,8 / 3 = 2,3 ms = 2,3.10-3 s
f = 1/T = 1 / 2,3.10-3 = 435 Hz
3.2. Pour plusieurs retours de phase, la distance mesurée est plus grande donc on est plus précis.
3.3. La longueur d’onde est la plus petite distance de répétition d’une onde. D = 5.   = D/5 =
3,86/5 = 0,772 m = 77,2 cm

0,772
3.4. v =
=
= 340 m.s-1
3
T
2,3.10
4.1. Le diapason est un son pur donc on observe une sinusoïde. a- est donc la courbe du diapason et
b- celle de la guitare.
4.2. 4T = 9 ms d’où T = 9 / 4 = 2,3 ms = 2,3.10-3 s
f = 1/T = 1 / 2,3.10-3 = 435 Hz
4.3. C’est la hauteur du son qui est associée à la fréquence fondamentale.
4.4. Les différents pics correspondent aux harmoniques. La propriété du son associée est le timbre.
4.5.
 1,0.10  7 

 = 10.log (1,0.105) = 50 dB
 1,0.10 12 



7
 4,0.10 
 4.I 
 = 10.log (4,0.105) = 56 dB
 = 10.log 
4.7. L’ = 10.log 
12 

I
 0
 1,0.10

Ex 2 : I- 1. C’est la diffraction.
2.
 I
4.6. L = 10.log 
 I0
L

 = 10.log


2  L or tan    d’où  = L
4.  =
avec  et a en m et  en rad
2 .D
a
D 2.D
2. .D

L
5. =
d’où L =
a
a 2 .D
6. Quand a augmente, on a L qui diminue donc figure A correspond à a1 = 60 m et la figure B à a2 =
80 m.
7. Elle est constituée d’une seule radiation (une seule couleur ou une seule longueur d’onde dans le
vide).
8. On a une droite qui passe par l’origine donc L est proportionnelle à 1/a. Dans l’expression du 5.,  et
D sont des constantes donc on a bien aussi L proportionnelle à 1/a.
3. tan 
9. Pour donner l’équation de la droite, il faut calculer le coefficient directeur de cette droite noté k.
0,054
1
k =
= 2,6.10-6 donc l’équation de la droite est L = 2,6.10-6 .
ce coefficient directeur
20000
a
2,6.10 6 2,6.10 6

correspond à 2..D donc  =
= 5,2.10-7 m = 520 nm
2.D
2.2,50
c
10. c = .f donc f =


3,00.108
9
= 5,77.1014 Hz
520.10
II- 1. C’est le phénomène d’interférences.
2. On détermine l’interfrange i : 10i = 9,5.10-2 m d’où i = 9,5.10-3 m
Or i =
 .D
l
l=
.D
i

632,8.10 9.2,0
3
= 1,3.10-4 m
9,5.10
3. Pour les franges brillantes, les ondes lumineuses sont en phase (interférences constructives).
Pour les franges sombres, les ondes lumineuses sont en opposition de phase (interférences
destructives).
4.a. Si on augmente l, i va diminuer car ils sont inversement proportionnels, donc les interfranges
seront plus petites.
4.b. Pour un laser vert,  va diminuer. Or quand  diminue, i va diminuer aussi donc les interfranges
vont diminuer.
Ex 3 : La détection d’une exoplanète était difficile du fait de leur petite taille et de leur faible
luminosité jusqu’à la découverte de l’Effet Doppler. En effet, à cause de la présence d’une exoplanète
autour d’une étoile, cette dernière aura un mouvement périodique autour de son centre. D’après le
document 2, on remarque que les raies d’absorption se déplacent de façon périodique entre la
première et la dernière photo : ces raies d’absorption se sont déplacées et sont revenues à leur place
initiale. Ce qui signifie que la longueur d’onde de ces raies est modifiée de façon périodique. Or
d’après l’effet Doppler, quand la longueur d’onde (ou la fréquence) varie cela signifie que la source est
en mouvement. L’observation du document 3, confirme ce qui précède car la vitesse radiale de l’étoile
varie de façon périodique. En effet, la mesure du décalage Doppler de longueur d’onde permet de
calculer la valeur v de la vitesse radiale de l’étoile dans la direction de visée. Grâce au document 4, on
peut voir que le caractère périodique de l’évolution de v peut être associée au mouvement de
révolution de l’étoile causée par la présence d’une exoplanète.
La détection d’une exoplanète s’appuie donc sur l’observation du spectre de la lumière provenant de
l’étoile. La présence d’une exoplanète de masse suffisamment grande et à proximité d’une étoile
entraîne un mouvement de révolution de l’étoile et un décalage Doppler périodique de longueur d’onde
des raies.