Domaine des ondes électromagnétiques visible (la lumière

Domaine des ondes électromagnétiques visible (la lumière) :
Couleurs violet bleu vert jaune orange rouge
Longueurs
d’onde (nm) 400 à 424 424 à 491 491 à 575 575 à 585 585 à 647 647 à 750
On donne la célérité des ondes électromagnétiques dans le vide (ou l’air) : c = 3.10
8
m.s
−1
.
EXERCICE N°1 :
Une radiation lumineuse a pour longueur d'onde dans le vide λ = 0,5 µm. Quelle est sa période, sa fréquence ? ( rép :
1,66.10
−
−−
−15
s ; 6.10
14
Hz)
EXERCICE N°2 :
Calculer la fréquence des UV et des IR proches du domaine du visible. Pourquoi appelle-t-on ces ondes les UV et les
autres IR et non pas les IV et les UR ? (rép : 7,5.10
14
Hz ; 4.10
14
Hz)
EXERCICE N°3 : On donne la célérité des ondes hertziennes dans l'air : c = 3.10
8
m.s
−1
.
1) Quelles sont les fréquences d'émission des ondes hertziennes suivantes dont les longueurs d'onde valent :
radar : λ = 1 cm ; four à micro ondes : λ = 12,2 cm ; TV : λ = 20 cm.
2) Calculer les longueurs d'ondes des ondes hertziennes dont les fréquences valent :
radio FM : 100MHz ; téléphones portables : 30MHz ; radio GO (grandes ondes) : 0,2MHz
(rép : 3.10
10
Hz ; 2,459.10
9
Hz ; 1,5.10
9
Hz ; 3 m ; 10 m ; 1,5 km)
EXERCICE N°4 :
Une lampe à vapeur de sodium émet une radiation de période 1,963.10
−15
s dans l'air. Cette radiation se propage à la
célérité c = 3.10
8
m.s
−1
. Calculer sa fréquence et sa longueur d'onde. Quelle est sa couleur ? (rép : 5,094.10
14
Hz ;
588,9 nm ; jaune orangé)
EXERCICE N°5 :
Une radiation lumineuse a une longueur d’onde de 0,633µm dans le vide. Est-elle visible ? Si oui, quelle est sa
couleur ? Calculer sa fréquence. (rép : 4,739.10
14
Hz)
EXERCICE N°6 :
Une radiation lumineuse a pour fréquence 6,666.10
14
Hz. Calculer sa longueur d’onde dans le vide (en m ; µm ; nm).
Quelle est sa couleur ? (rép : … ; 0,45µm ; 450nm)
EXERCICE N°7 :
1) Un signal lumineux met 0,3ms pour parcourir une distance de 60km dans une fibre optique d’un réseau de
télécommunications. Calculer la vitesse de propagation de la lumière dans le verre constituant la fibre optique. (rép :
2.10
8
m.s
−
−−
−1
)
2) Au cours d’une expérience, Foucault mesura la vitesse de propagation de la lumière dans l’eau contenue dans un
long tuyau du Boulevard St Michel à Paris. Dans l’eau, un signal lumineux mit 2,5µs pour parcourir la distance de
562m. Calculer la vitesse de propagation de la lumière dans l’eau. (rép : 2,248.10
8
m.s
−
−−
−1
)
3) Trouver un ordre de grandeur de la distance Terre-Lune sachant que la lumière mais 2,7 secondes pour faire
l’aller-retour Terre-Lune. (rép : 4,05.10
8
m = 405000km)
EXERCICE N°8 :
Au dessus d'une grande cuve remplie d'eau se trouve un robinet. On ouvre le robinet de
façon à faire tomber 2 gouttes d'eau par seconde. Des ondes concentriques se propagent à la
surface de l'eau.
Déterminer la période et la fréquence de ces ondes.(rép :0,5s ; 2Hz)
b) Les ondes concentriques sont distantes les unes des autres de 20 cm.
Calculer la célérité c des ondes à la surface de l'eau.(rép :0,4m.s
−
−−
−1
)
etc...
20cm
20cm

EXERCICE N°9 :
1) Une année-lumière est la distance parcourue par la lumière pendant une année. Donner en km et m la valeur de
l’année-lumière. (rép : 9,467.10
12
km ; 9,467.10
15
m )
2) Exprimer en année-lumière les distances suivantes :
Terre-Soleil : 150 millions de km ; Terre-Etoile « 61 Cygni » : 10
17
m (rép : 1,58.10
−
−−
−5
al ; 10, 56 al)
3) Exprimer en km et en m la distance Terre – Quasar 3C 273 : 3 milliards d’années-lumière
(rép : 2,84.10
22
km ; 2,84.10
25
m) (quasar :objet brillant émettant des ondes électromagnétiques très énergétiques)
EXERCICE N°10 :
1) La foudre tombe à 3 km de nous.
Quelle durée faut-il à la lumière émise par l’éclair pour nous parvenir ? (rép : 10
−
−−
−5
s)
Quelle durée faut-il au son émise par le tonnerre pour nous parvenir ? (rép : 8,8s)
célérité de la lumière dans l’air : c = 3.10
8
m.s
−1
; célérité du son dans l’air : c = 340 m.s
−1
2) mêmes question si la foudre tombe à 5 km de nous. (rép : 1,66. 10
−
−−
−5
s ; 14,7s)
3) mêmes question si la foudre tombe à 10 km de nous. (rép : 3,33. 10
−
−−
−5
s ; 29,4s)
4) Essayez de trouver un moyen rapide pour évaluer à quelle distance environ on se trouve de la foudre par temps
d’orage.
EXERCICE N°9 :
1) Une année-lumière est la distance parcourue par la lumière pendant une année. Donner en km et m la valeur de
l’année-lumière. (rép : 9,467.10
12
km ; 9,467.10
15
m )
2) Exprimer en année-lumière les distances suivantes :
Terre-Soleil : 150 millions de km ; Terre-Etoile « 61 Cygni » : 10
17
m (rép : 1,58.10
−
−−
−5
al ; 10, 56 al)
3) Exprimer en km et en m la distance Terre – Quasar 3C 273 : 3 milliards d’années-lumière
(rép : 2,84.10
22
km ; 2,84.10
25
m) (quasar :objet brillant émettant des ondes électromagnétiques très énergétiques)
EXERCICE N°10 :
1) La foudre tombe à 3 km de nous.
Quelle durée faut-il à la lumière émise par l’éclair pour nous parvenir ? (rép : 10
−
−−
−5
s)
Quelle durée faut-il au son émise par le tonnerre pour nous parvenir ? (rép : 8,8s)
célérité de la lumière dans l’air : c = 3.10
8
m.s
−1
; célérité du son dans l’air : c = 340 m.s
−1
2) mêmes question si la foudre tombe à 5 km de nous. (rép : 1,66. 10
−
−−
−5
s ; 14,7s)
3) mêmes question si la foudre tombe à 10 km de nous. (rép : 3,33. 10
−
−−
−5
s ; 29,4s)
4) Essayez de trouver un moyen rapide pour évaluer à quelle distance environ on se trouve de la foudre par temps
d’orage.
EXERCICE N°9 :
1) Une année-lumière est la distance parcourue par la lumière pendant une année. Donner en km et m la valeur de
l’année-lumière. (rép : 9,467.10
12
km ; 9,467.10
15
m )
2) Exprimer en année-lumière les distances suivantes :
Terre-Soleil : 150 millions de km ; Terre-Etoile « 61 Cygni » : 10
17
m (rép : 1,58.10
−
−−
−5
al ; 10, 56 al)
3) Exprimer en km et en m la distance Terre – Quasar 3C 273 : 3 milliards d’années-lumière
(rép : 2,84.10
22
km ; 2,84.10
25
m) (quasar :objet brillant émettant des ondes électromagnétiques très énergétiques)
EXERCICE N°10 :
1) La foudre tombe à 3 km de nous.
Quelle durée faut-il à la lumière émise par l’éclair pour nous parvenir ? (rép : 10
−
−−
−5
s)
Quelle durée faut-il au son émise par le tonnerre pour nous parvenir ? (rép : 8,8s)
célérité de la lumière dans l’air : c = 3.10
8
m.s
−1
; célérité du son dans l’air : c = 340 m.s
−1
2) mêmes question si la foudre tombe à 5 km de nous. (rép : 1,66. 10
−
−−
−5
s ; 14,7s)
3) mêmes question si la foudre tombe à 10 km de nous. (rép : 3,33. 10
−
−−
−5
s ; 29,4s)
4) Essayez de trouver un moyen rapide pour évaluer à quelle distance environ on se trouve de la foudre par temps
d’orage.