Série d'exercices -Tous les baccalauréats marocains sur les ondes s depuis 2008 à 2020 (www.pc1.ma)

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..............................................................mathématique les sujets de science....................................................................
Sujet de 2008 session de rattrapage science mathématique.
3-2- On éclaire un fil fin avec la lumière blanche au lieu de la lumière laser.
a) Déterminer la longueur de l'onde de la lumière monochromatique qui correspond à la valeur maximale de la largueur de la
tâche centrale. b) Expliquer pourquoi le milieu de la tâche centrale apparait blanc. Correction du Sujet de 2008 session de rattrapage science mathématique.
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Sujet de 2009 session de normale science mathématique.
Les ondes ultrasonores: Les ondes ultrasonores sont des ondes mécaniques dont la fréquence est plus grande que celle des ondes sonores. On les utilise dans plusieurs domaines comme l'échographie.
Cet exercice a pour but : - D'étudier la propagation des ondes ultrasonores. - La determination des dimensions d'un tube métallique. 1) Propagation d'une onde mécanique: 1-1- a) Donnner la définition d'une onde mécanique progressive. b) Donner la différence entre une onde mécanique longitudinale et une onde mécanique transversale. 1-2- Propagation des ondes ultrasonores dans l'eau: On pose un émetteur E et deux récepteurs R1et R2 des ondes ultrasonores dans une cuve à ondes pleine d'eau de telle façon
que l'émetteur E et les deux récepteurs soient sur le même alignement selon une règle graduée.( voir schéma 1).
L'émetteur envoie une onde ultrasonore progressive et sinusoïdale qui se propage dans l'eau et arrive aux récepteurs R1et R2. Les deux signaux se captent par les récepteurs R1 et R2 successivement aux voient Y1 et Y2 d'un oscilloscope. Lorsque les deux recepteurs R1 et R2 se trouvent ensemble au zéro de la règle graduée, sur l'écran de l'oscilloscope les courbes
observées sont telle que les deux signaux reçus par R1 et R2 sont en phase. (schéma2)
.
On éloigne R2 selon la règle graduée, on observe que le signal correspondant à R2 se translate vers la droite, et les deux
signaux reçus par R1 et R2 deviennent de nouveau en phase lorsque la distance entre R1et R2 devient d=3cm.
b) Ecrire la relation entre la longueur d'onde et la fréquence N des ondes ultrasonores et la vitesse de propagation v dans un
milieu donné.
de propagation des ondes ultrasores dans l'eau. c) Déduire de cette expérience la vitesse ve 3-1- Propagation des ondes ultrasonores dans l'eau: On garde les éléments du montage expérimental dans leur position (d=3cm) et on vide la cuve d'eau et le milieu de

propagation des ondes ultrasonores devient de l'eau , on observe alors que les deux signaux reçus par R1 et R2 ne deviennent
pas en phase.
a) Donner une explication à cette observation. graduée pour que l'alignement de la règle d) Calculer la distance minimale avec laquelle on doit éloigner R2 de R1 selon les deux signaux deviennent de nouveau en phase. (On donne la vitesse de propagation des ondes ultrasonores dans l'air est va=340m/s. ) 2) Utilisation des ondes ultrasonores pour mesurer les dimensions d'un tube métallique: Une sonde jouant le rôle d'émetteur et de récepteur envoie une impulsion ultrasonore de faible durée en direction
perpendiculaire à l'axe d'un tube métallique de forme cylindrique ( figure 3) . Le signal ultrasonore pénètre dans le tube et se propage dedans puis se réfléchie chaque fois qu'elle change de milieu de
propagation, puis revient à la sonde tout en se transformant en un signal électrique de faible durée. On visualise à l'aide d'un oscilloscope à mémoire les deux signaux celui émis et celui reçu en même temps. L'enregistrement obtenu après l'examen d'un tube métallique permet de tracer le diagramme de la (figure 4).
On observe des raies verticales: P0 , P1 , P2 et P3 (figure 4).
P0 : correspond à l'instant t=0 émission du signal par la sonde. P1 : correspond à l'instant auquel le signal réfléchi 1 a été capté par la sonde. P2 : correspond à l'instant auquel le signal réfléchi 2 a été capté par la sonde. P3 : correspond à l'instant auquel le signal réfléchi 3 a été capté par la sonde. Vitesse de propagation des ondes ultrasonores : -dans le tube métallique : vm=104m/s. -dans l'air : va=340m/s.
2-1- Déterminer l'épaisseur e de la paroi du tube métallique. 2-2- déterminer le diamètre intérieur D du tube. Correction du Sujet de 2009 session de normale science mathématique.
1) 1-1- a) Une onde progressive est une série d'ébranlements identiques résultant d'une vibration entretenue de la source des ondes.
b) L'onde est dite transversale si la déformation du milieu matériel est perpendiculaire à la direction de sa propagation, alors longitudinale si
la déformation du milieu matériel est parallèle à la direction de sa propagation. qu'elle est
c) D'près la figure 2 on a :
de propagation des ondes ultrasores dans l'eau. La vitesse ve
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1-3- a) Lorsque le milieu de propagation change la vitesse de propagation des ondes ultrasonore change et la longueur d'onde
change aussi ce qui entraine que les deux signaux reçus par R1 et R2 ne deviennent pas en phase.
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b) Dans l'air la longueur de l'onde ultrasonore devient :
et ceci se réalise pour les distance suivantes:

Or les deux microphones sont déjà séparés d'une distance de 3cm (les signaux ne sont pas en phase).
La distance minimale avec laquelle on doit éloigner R2 de R1 pour que les deux signaux deviennent de nouveau en phase est
: d'=3,4-3= 0,4cm.
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2) 2-1- L'épaisseur e de la paroi du tube métallique:
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2-2- Le diamètre intérieur D du tube.
Sujet de 2010 session de rattrapage science mathématique.
Lorsque la lumière rencontre un obstacle fin ; elle ne se propage pas rectilignement car il se produit le phénomène de
diffraction.
La figure de diffraction contient des tâches lumineuses disposées selon une direction perpendiculaire à la fente dont la tâche
centrale est plus éclairée et de largeur L1=0,67cm. (figure1) 1) 1-1- Quelle la nature de la lumière qui est mise en évidence par cette expérience?
2) On pose entre l'écran et la plaque une plaque de verre ayant la forme d'un parallélépipède comme le montre la figure 2.
L'indice de réfraction du verre pour la lumière monochromatique utilisée est n=1,61. On observe sur l'écran que la largeur de la tâche centrale prend la valeur L2. Déterminer l'expression de L2 en fonction de L1 et n. 3) Détermination du diamètre d'un fil de la toile d'araignée : On garde la même source lumineuse et l'écran dans la même position, on élimine la plaque de verre et on pose à la place de la
fente un fil de la toile d'araignée placé verticalement. On mesure la largeur de la frange centrale sur l'écran, on trouve L3=1cm. Déterminer le diamètre d du fil d'araignée. Sujet de 2010 session de rattrapage science mathématique. Correction du

Sujet de 2011 session de rattrapage science mathématique.
Détermination de la longueur d'onde d'un rayon lumineux: