3e · Physique-chimie

Contrôle n°2 — Les signaux sonores et lumineux

Évaluation sur les propriétés des ondes sonores et lumineuses, la vision des couleurs et la propagation.

45min · Facile · 3 exercices · Barème sur 20 points

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Sujet

Travaille d’abord sans consulter le corrigé. Note tes réponses et les étapes de ton raisonnement.

Exercice 1 — Vrai ou Faux ? Justifie. (5 points)

Indique si les affirmations sont vraies ou fausses. Corrige les affirmations fausses en justifiant brièvement. 1. Le son se propage plus vite dans l'acier que dans l'air. 2. Dans le vide, la lumière blanche se décompose en plusieurs couleurs. 3. Un objet noir absorbe toutes les radiations lumineuses visibles. 4. L'ultraviolet a une longueur d'onde plus grande que l'infrarouge. 5. L'oreille humaine perçoit tous les sons, des infrasons aux ultrasons.

Exercice 2 — Couleur des objets (8 points)

Sur ton t-shirt de sport, il y une bande fluorescente orange. 1. Sous la lumière blanche du soleil, pourquoi vois-tu cette bande orange ? 2. Si tu éclaires cette bande avec une lampe torche qui ne produit que de la lumière bleue, de quelle couleur va-t-elle te paraître ? Explique. 3. Quelle est la différence entre une couleur pigmentaire (comme la peinture) et une couleur lumineuse (comme celle d'un écran) ?

Exercice 3 — Calculs sur les ondes sonores (7 points)

Lors d'un concert, le son émis par la guitare basse a une fréquence de 100 Hz. La vitesse du son dans l'air ce soir-là est de 340 m/s. 1. Calcule la longueur d'onde λ de ce son. 2. Le son met 0,02 secondes à parvenir des enceintes à tes oreilles. À quelle distance es-tu des enceintes ? 3. La fréquence de 100 Hz est-elle un son grave ou aigu ? Justifie en rappelant le domaine des fréquences audibles.

Corrigé et barème

Le total du barème est de 20 points. Les réponses rédigées admettent plusieurs formulations pertinentes ; compare le raisonnement, pas seulement les mots.

Exercice 1 — Vrai ou Faux ? Justifie. : 5 points

1. Vrai. Le son est une vibration mécanique, il se propage plus vite dans les solides (milieu plus rigide). 2. Faux. Dans le vide, la lumière se propage sans se décomposer. La décomposition (dispersion) a lieu en traversant un prisme, par exemple. 3. Vrai. Un objet noir ne réfléchit pratiquement aucune lumière visible, il l'absorbe. 4. Faux. L'ultraviolet (UV) a une longueur d'onde plus petite que la lumière visible, elle-même plus petite que l'infrarouge (IR). Ordre : UV - Visible - IR. 5. Faux. L'oreille humaine perçoit les sons entre 20 Hz et 20 000 Hz environ. En dehors, ce sont des infrasons (<20 Hz) ou ultrasons (>20 000 Hz), inaudibles.

Exercice 2 — Couleur des objets : 8 points

1. La bande absorbe certaines radiations de la lumière blanche (bleu, vert, violet...) et diffuse principalement la radiation orange vers mon œil. 2. Elle paraîtra sombre, noire ou grise. La lampe n'émet pas de lumière orange, donc la bande n'a pas de radiation orange à diffuser. Elle absorbe la lumière bleue et ne diffuse presque rien. 3. Une couleur pigmentaire est une soustraction de lumière (le pigment absorbe certaines couleurs). Une couleur lumineuse est une addition de lumières colorées (comme les pixels rouge, vert, bleu d'un écran qui s'allument).

Exercice 3 — Calculs sur les ondes sonores : 7 points

1. λ = v / f = 340 / 100 = 3,4 m. La longueur d'onde est de 3,4 mètrès. 2. d = v × t = 340 × 0,02 = 6,8 m. Tu es à 6,8 mètrès des enceintes. 3. C'est un son grave. Les sons graves ont des fréquences basses. Le domaine audible va d'environ 20 Hz (très grave) à 20 000 Hz (très aigu). 100 Hz est dans les graves.

Comprendre, puis réessayer

Repère une erreur précise, explique ce qui t’a manqué et refais l’exercice sans le corrigé. Reprends la notion dans ton cours avant de passer à un autre sujet.

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