1. Parmi les affirmations suivantes concernant les ondes mécaniques, lesquelles sont vraies ?

Bonne réponse : Une onde mécanique nécessite un milieu matériel pour se propager. — Les ondes sonores sont des ondes mécaniques.

Exact. Les ondes mécaniques ont besoin d'un support matériel (air, eau, etc.) et les ondes sonores en sont un exemple. La lumière est une onde électromagnétique, pas mécanique.

2. Quelles sont les caractéristiques d'une onde périodique ?

Bonne réponse : Sa période T est la durée d'un motif élémentaire. — Sa fréquence f est le nombre de motifs par seconde. — Elle se reproduit identique à elle-même à intervalles de temps réguliers.

Bien vu. Une onde périodique se répète dans le temps, T est la durée d'un motif, f = 1/T. Elles sont liées.

3. La relation liant la célérité v, la longueur d'onde λ et la fréquence f est :

Bonne réponse : v = λ × f — f = v / λ

Correct. La relation fondamentale est v = λ × f, et donc aussi f = v / λ.

4. Quels sont les phénomènes qui prouvent la nature ondulatoire de la lumière ?

Bonne réponse : La diffraction — Les interférences

Exact. La diffraction et les interférences sont spécifiques aux ondes. L'effet photoélectrique montre la nature corpusculaire, et la réflexion existe aussi pour les particules.

5. Pour une onde sonore se propageant dans l'air, que se passe-t-il si la fréquence double ?

Bonne réponse : La longueur d'onde est divisée par deux. — La célérité reste constante. — La période est divisée par deux.

Bravo. La célérité ne dépend que du milieu (d), donc si f double, T = 1/f est divisée par deux (c), et λ = v/f est aussi divisée par deux (b).

6. Parmi les propositions suivantes, lesquelles correspondent à des ondes longitudinales ?

Bonne réponse : Les ondes sismiques P — Les ondes sonores dans l'air

Exact. Les ondes sonores et les ondes sismiques P sont longitudinales (parallèles à la propagation). Les ondes de surface sont transversales, et la lumière est transversale.

7. Quelles affirmations sur la diffraction sont vraies ?

Bonne réponse : L'angle de diffraction θ est donné par θ = λ / a (a taille de l'ouverture). — La diffraction est un phénomène propre aux ondes. — La diffraction est d'autant plus marquée que la taille de l'ouverture est petite devant la longueur d'onde.

Bien vu. La diffraction est caractéristique des ondes, elle est plus marquée si a < λ, et l'angle est θ ≈ λ/a. Elle concerne toutes les ondes, pas seulement la lumière.

8. Deux ondes lumineuses cohérentes interfèrent. Quelles conditions sont nécessaires pour observer des interférences stables ?

Bonne réponse : Elles doivent être issues de la même source. — Elles doivent avoir la même fréquence. — Elles doivent avoir une différence de phase constante.

Correct. Pour des interférences stables, les ondes doivent être cohérentes : même fréquence (a), déphasage constant (b), et souvent issues de la même source (c). L'amplitude peut être différente.

9. Une onde sonore de fréquence 440 Hz se propage dans l'air à 340 m/s. Quelles sont les valeurs de sa période et de sa longueur d'onde ?

Bonne réponse : Période ≈ 2,27 ms — Longueur d'onde ≈ 0,77 m

Exact. T = 1/f = 1/440 ≈ 0,00227 s = 2,27 ms. λ = v/f = 340/440 ≈ 0,77 m.

10. Dans le vide, la lumière se propage à la vitesse c = 3,00 × 10^8 m/s. Quelle est la longueur d'onde d'une radiation de fréquence 5,00 × 10^14 Hz ?

Bonne réponse : 600 nm — 6,00 × 10^-7 m

Bravo. λ = c/f = 3,00×10^8 / 5,00×10^14 = 6,00×10^-7 m = 600 nm. Les réponses a et c sont équivalentes.