Physique Chapitre 3: Propriétés des ondes

Quel est le phénomène observé lorsqu'une onde traverse une petite ouverture?

Pour qu'un phénomène de diffraction apparaisse, quelle condition doit être remplie?

Quelle est la longueur d'onde approximative d'une onde sonore à une fréquence de 300 Hz, sachant que la vitesse du son est de 300 m/s?

Quelles tâches lumineuses se forment en raison de la diffraction d'un faisceau laser à travers une fente?

Pourquoi est-il possible d'entendre une conversation de chaque côté d'un arbre dans une forêt?

Quels facteurs influencent l'angle de diffraction d'une onde lumineuse ?

Comment peut-on mesurer la taille d'un très petit objet avec ce dispositif ?

Quel est le rôle de l'objet dans le dispositif de mesure de la largeur de la fente ?

Qu'est-ce qui se passe lors de la première diffraction par une petite fente ?

Dans le triangle AOB, quel est le rapport entre d, D et θ ?

Qu'indique une tache centrale de grande taille dans un motif de diffraction ?

Quel est le principe fondamental qui régit la superposition des ondes lumineuses ?

Que représente la variable λ dans le contexte de la diffraction ?

La diffraction des ondes

La diffraction est le changement de direction d'une onde lors de son passage à travers une petite ouverture ou en rencontrant un petit objet, sans modification de fréquence ou de longueur d'onde.
L'importance de la diffraction augmente lorsque la taille de l'obstacle ou de l'ouverture est proche de la longueur d'onde.
Pour une onde sonore de fréquence environ 300 Hz et vitesse de 300 m/s, la longueur d'onde est d'un mètre, permettant ainsi de converser sans élever la voix autour d'un obstacle comme un arbre.
Un faisceau laser traversant une fente verticale, de taille similaire à sa longueur d'onde, provoque une diffraction créant des tâches lumineuses et des zones sombres appelées extinctions.
La tâche centrale résultante est plus grande et intense, avec les tailles et intensités des tâches diminuant en s'éloignant du centre.

Les interférences

L'angle de diffraction θ d'une onde lumineuse est directement proportionnel à la longueur d'onde λ et inversement proportionnel à la largeur de la fente a (relation θ = λ/a).
Pour un angle θ petit, la relation entre la largeur de la tâche centrale d, la distance D entre la fente et la cible est décrite par d = 2Dθ.
Cette relation permet de mesurer la taille d'objets très petits en utilisant leur rôle d'ouverture (fente), en connaissant λ et en mesurant θ, d et D pour déduire la taille a de l'objet.
La lumière monochromatique d'un laser, en passant par une fente, produit deux sources lumineuses qui subissent ensuite une nouvelle diffraction à travers d'autres petites fentes, aboutissant à des interférences sur un écran.

Ce quiz porte sur le chapitre 3 des propriétés des ondes, y compris la diffraction, les interférences et l'effet Doppler. Testez vos connaissances sur ces concepts fondamentaux en physique. Préparez-vous à explorer les mystères de la lumière et du son.