Oui
Ondes mécaniques
Diffraction
Sujet Bac Corrigé - Propagation des ondes - Bac S Nouvelle-Calédonie 2005 (ancien programme) - Ex 2 - Corrigé (Physique-chimie)
1 juin 2005
Bac S (ancien programme)
L'exercice 2 du bac S Nouvelle-Calédonie 2005 est un questionnaire vrai ou faux sur les ondes : 4 points, environ 52 minutes, avec justifications.
- Infrasons : célérité du son dans l'air.
- Surface de l'eau : onde mécanique transversale et mouvement d'un flotteur.
- Corde : longueur d'onde, période, célérité et aspect de la corde à une date donnée.
- Lumière : indice de réfraction, milieu dispersif, couleurs et diffraction par une fente.
Chaque proposition est corrigée avec sa justification. Gratuit en PDF.
✅ Correction
🫣
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Un questionnaire vrai ou faux sur les ondes
L'exercice 2 du bac S Nouvelle-Calédonie 2005 est un questionnaire à réponses ouvertes courtes, noté sur 4 points, soit environ 52 minutes. Pour chaque proposition, il faut répondre « vrai » ou « faux » dans le tableau de l'annexe et, le plus souvent, justifier. Plusieurs propositions peuvent être exactes pour une même question, et une réponse fausse ou sans justification ne rapporte rien. Quatre parties indépendantes balayent les infrasons, les ondes à la surface de l'eau, l'onde le long d'une corde et la lumière.
Les infrasons des éléphants
Un infrason parcourt 24,0 km en 70,6 s : sa célérité vaut 24,0 × 103 / 70,6 = 340 m·s-1. Seule la proposition 1.3 est exacte. Le piège est de diviser 24,0 par 70,6 sans convertir les kilomètres en mètres : on obtient 0,340, qui ne correspond plus à aucune proposition dans la bonne unité.
Les ondes à la surface de l'eau
La goutte crée une onde mécanique, puisqu'elle a besoin d'un milieu matériel, et transversale, car la surface se déforme verticalement alors que l'onde progresse horizontalement. Le morceau de polystyrène ne suit pas l'onde : il monte puis redescend sur place. Les propositions 2.2.2 et 2.2.3 sont donc exactes, l'onde transportant de l'énergie sans transport de matière.
L'onde le long d'une corde
C'est la partie la plus riche. Sur le graphique 2, deux sommets consécutifs sont séparés de 30 cm : c'est la longueur d'onde. Le piège est de lire 46 cm, qui correspond à peu près à la position du front, soit une longueur d'onde et demie. Entre les graphiques 1 et 2, le front passe de 15 cm à 45 cm : il avance d'une longueur d'onde en 90 - 30 = 60 ms, ce qui donne la période T = 60 ms. La célérité vaut alors λ/T = 5,0 m·s-1.
Pour la dernière question, il suffit de placer le front de l'onde à t = 180 ms : il a parcouru 5,0 × 0,180 = 0,90 m. Le graphe 5, sur lequel le front est à 90 cm avec trois longueurs d'onde tracées, est le seul qui convienne. Le graphe 4 est un piège : son axe horizontal est un temps, ce n'est pas une photographie de la corde.
Les ondes lumineuses
La lumière se propage dans le vide, ce n'est donc pas une onde mécanique. Dans l'eau d'indice 1,3, sa célérité c/n est plus petite que dans le vide. Dans un milieu dispersif, la célérité dépend au contraire de la fréquence. La lumière rouge a des longueurs d'onde plus grandes et des photons moins énergétiques que la lumière bleue, mais sa fréquence est plus grande que celle de l'infrarouge. Enfin, l'écart angulaire θ = λ/a augmente quand la fente rétrécit et il est plus grand pour le rouge que pour le bleu : seule la proposition 4.3.1 est exacte.
Conseils
Étudiez chaque proposition séparément, même après en avoir trouvé une vraie. Une justification courte suffit : un calcul, une relation ou une lecture de graphique. Gardez les unités du Système international dans tous les calculs.