Exercices de révision corrigés

Spécialité P1 Correction
En séance de travaux pratiques, on réalise la modélisation du microscope à l’aide du matériel
suivant :
- l’objectif est une lentille mince convergente de 10 cm de distance focale et de diamètre
d’ouverture 4 cm ;
- l’oculaire est une lentille mince convergente de 20 cm de distance focale ;
- l’intervalle optique noté , distance qui sépare le foyer image de l’objectif du foyer objet
de l’oculaire, vaut 40 cm.
On observe un objet AB de hauteur égale à 1 cm.
1. Faire un schéma du dispositif à l’échelle 1/5 selon l’axe principal et 1/2 selon un axe
perpendiculaire.
2. L’œil ne vise pas, c’est-à-dire qu’il n’accommode pas. Où doit se former l’image
intermédiaire A1B1 pour que l’image définitive A’B’ obtenue à travers l’oculaire soit
située à l’infini ? Placer A1 sur l’axe principal.
3. En déduire graphiquement la position de l’objet AB devant l’objectif. Pour cela, on fera
sur le schéma la construction d’un objet AB correspondant à une image A1B1 de taille
quelconque.
4. Retrouver par le calcul la position exacte de l’objet AB.
5. Définir le grandissement de l’objectif. Etablir son expression en fonction de l’intervalle
optique et de la distance focale de l’objectif.
6. Définir le grossissement du microscope. L’exprimer en fonction de l’intervalle optique et
des distances focales de l’objectif et de l’oculaire. Le calculer.

Spécialité P2 Correction
La lunette de l’observatoire de Meudon est la plus grande lunette astronomique française. Son
objectif, assimilé à une lentille mince convergente, a un diamètre de 83 cm et une distance
focale f’1 de 16,16 m.
L’oculaire est assimilé à une lentille mince convergente de distance focale f’2=4 cm.
1. La lunette est réglée pour être afocale. Faire un schéma de cette lunette modélisée par un
ensemble de deux lentilles minces. Dessiner le cheminement d’un faisceau de rayons
lumineux issu d’une étoile située à l’infini en dehors de l’axe optique.
2. Définir le grossissement de la lunette, puis établir son expression en fonction des distances
focales de l’objectif et de l’oculaire. Calculer sa valeur.
3. Définir et représenter le cercle oculaire. Calculer sa taille.

Spécialité P3 Corrigé
Une corde est tendue entre deux points A et B. L’extrémité A est fixe et l’extrémité B est
animée d’un mouvement oscillatoire rectiligne et vertical de fréquence réglable.
Lorsque la fréquence f vaut 50 Hz, la corde présente trois fuseaux stables de longueur égale.
1. Faire un schéma de la corde dans cette situation.
2. Quel phénomène s’est établi sur la corde ? Comment explique-t-on ce phénomène ?
Quelle doit être dans ce cas la relation entre la longueur de la corde et la longueur
d’onde ?
3. Exprimer la longueur de la corde en fonction de la fréquence f et de la vitesse v de l’onde
sur la corde.
4. On montre que la célérité v de l’onde sur la corde est donnée par l’expression
F
v
où F
désigne la tension de la corde et  la masse linéique de la corde (masse par unité de
longueur). Vérifier la cohérence de cette relation à l’aide d’une analyse dimensionnelle.
5. On augmente la fréquence du vibreur, comment faut-il modifier la tension de la corde pour
observer à nouveau trois fuseaux ?

Spécialité P4 Corrigé
Les cordes d’un violoncelle donnent les notes suivantes : do1, sol1, ré2, la2.
On rappelle que la gamme tempérée est régulièrement divisée en douze degrés ou demi-tons :
do, do#, ré, ré#, mi, fa, fa#, sol, sol#, la, la#, si, do.
1. Sachant que le rapport de fréquence entre deux notes situées à l’octave l’une de l’autre est
égal à 2, déterminer le rapport de fréquence entre deux degrés successifs.
2. A l’aide d’un système d’acquisition informatique, on enregistre le son émis par la corde do1
vibrant librement.
2.1. Sachant que la fréquence du la3 est 440 Hz. Rechercher la fréquence du do1.
2.2. Représenter une allure de signal envisageable.
2.3. A l’aide d’un logiciel approprié, on réalise une analyse spectrale du son.
Quel type de spectre observe-t-on à l’écran ? Justifiez.
2.4. Quelle serait l’allure du spectre obtenu lors de l’analyse de la même note jouée cette fois
par une guitare ?
2.5. Quel nom donne-t-on à la grandeur physiologique qui différencie ces deux sons ?
3. Ecrire la relation entre la longueur L de la corde, la célérité v de l’onde sur la corde et la
fréquence f0 du fondamental.
4. En jouant, le musicien plaque la corde sur le manche ; quelle est la conséquence sur la
hauteur du son émis ?

Spécialité P5 Corrigé
On décide de réaliser une modulation d’amplitude afin de transmettre un signal sonore à
grande distance.
1. Que représente le signal sonore pour la modulation ? Que représente le signal de grande
fréquence pour la modulation ?
2. Quel matériel utilise-t-on afin de réaliser la modulation d’amplitude ?
3. Représenter l’allure du signal modulé dans le cas simple où le signal sonore est un son
pur.
4. Rappeler la définition du taux de modulation et la méthode de détermination graphique à
partir du signal modulé.
5. Exprimer la bande de fréquence occupée par le signal modulé dans le cas où le signal
sonore s’étend sur une bande comprise entre 20 Hz et 20 kHz.
6. Afin de détecter le signal sonore, l’onde de grande fréquence est captée par une antenne
réceptrice.
a. Quel nom donne-t-on à ce type d’onde ? Quelle est sa célérité ?
b. Afin de détecter cette onde, on utilise une antenne, une bobine et un condensateur
ajustable. Comment faut-il ajuster la capacité du condensateur pour recevoir le
signal ?
c. Le montage démodulateur comporte des condensateurs, une diode et des
résistances. Expliquer le rôle des différents étages qui le constituent.