NOM 1PROE SUJET 1
INTERROGATION SUR SL2 et SL3 : SON et FIBRE OPTIQUE (SUR 5)
EXERCICE 1 : (SUR 0,5)
Dans une fibre optique, la vitesse de propagation de la lumière est 200 000 km/s. Apollo est un câble sous-marin contenant des fibres optiques et reliant Lannion, en France, à New York. Il mesure 6000 km.
Calculer, en secondes, le temps mis par une information pour aller de Lannion à New York. 6000/200000 = 0,03 s
EXERCICE 2. (SUR 1,25)
Sur l'écran d'un oscilloscope, on a obtenu le signal ci-contre capté à l'aide d'un microphone. Le balayage est de 2 ms/div.
1. Déterminer sa période en ms puis en secondes.
T = 3,8*2 = 7,6 ms soit 0,0076 s (0,25 + 0,25 + 0,25 + 0,25 unités correctes) 2. Sachant que la vitesse du son dans l'air à ce moment là est 320 m/s, calculer sa
longueur d'onde.
λλλλ = v*T = 320 * 0,0076 = 2,432 m (0,25 for ou calc + 0,25 rép + 0,25 unité) EXERCICE 3. (SUR 2,75)
Un navire est muni d'un sonar capable d'émettre et de détecter des ultrasons de longueur d'onde comprise entre 1 et 10 cm.
1. Il émet un signal bref. Celui-ci est détecté au bout d'un temps t = 0,25 s après son émission. La célérité du son dans l'eau de mer est c = 1530 m/s. Calculer la profondeur h de la mer à l'endroit où se trouve le navire.
Il a mis 0,25 s pour aller et revenir donc 0,125 s pour aller seulement. Donc h = 1530 * 0,125 = 191,25 m 2. Un dauphin émet des ultrasons de fréquence comprise entre 16 000 et 100 000 Hz.
a) Calculer les périodes limites correspondantes.
T16000 = 1/16 000 = 6,25 10-5 s soit 0,0000625 s (0,25 + 0,25 rép + 0,25 unité) T100000 = 1/100 000 = 1*10-5 s = 0,00001 s (0,25 + 0,25 rép)
b) Calculer les longueurs d'onde limités correspondantes en m puis en cm.
λλλλ16000160001600016000 = v*T = 1530 * 6,25*10-5 = 0,095625 m soit 9,5 cm environ (0,25 for ou calc + 0,25 rép en m + 0,25 rép en cm) λλλλ100000100000100000100000 = v*T = 1530 * 1*10-5 = 0,0153 m soit 1,53 cm environ (0,25 for ou calc + 0,25 rép en m + 0,25 rép en cm)
c) L'animal pourra-t-il être détecté par le navire ? Justifier la réponse. (BONUS SUR 1)
Oui car les longueurs d'onde limite du dauphin sont entre les longueurs d'onde du sonar. (0,25 + 0,75)
NOM 1PROE SUJET 2
INTERROGATION SUR SL2 et SL3 : SON et FIBRE OPTIQUE (SUR 5)
EXERCICE 1 : (SUR 0,5)
Dans une fibre optique, la vitesse de propagation de la lumière est 200 000 km/s. Sea-Me-We 3 est un câble sous-marin contenant des fibres optiques et reliant Marseille à Singapour. Il mesure 13500 km.
Calculer, en secondes, le temps mis par une information pour aller de Marseille à Singapour. 13500/200000 = 0,0675 s
EXERCICE 2. (SUR 1,25)
Sur l'écran d'un oscilloscope, on a obtenu le signal ci-contre capté à l'aide d'un microphone. Le balayage est de 5 ms/div.
1. Déterminer sa période en ms puis en secondes.
T = 3,8*5 = 19 ms soit 0,019 s (0,25 + 0,25 + 0,25 + 0,25 unités correctes) 2. Sachant que la vitesse du son dans l'air à ce moment là est 340 m/s, calculer sa
longueur d'onde.
λλλλ = v*T = 340 * 0,019 = 6,46 m (0,25 for ou calc + 0,25 rép + 0,25 unité) EXERCICE 3. (SUR 2,75)
Un navire est muni d'un sonar capable d'émettre et de détecter des ultrasons de longueur d'onde comprise entre 1 et 10 cm.
1. Il émet un signal bref. Celui-ci est détecté au bout d'un temps t = 0,25 s après son émission. La célérité du son dans l'eau de mer est c = 1530 m/s. Calculer la profondeur h de la mer à l'endroit où se trouve le navire.
Il a mis 0,25 s pour aller et revenir donc 0,125 s pour aller seulement. Donc h = 1530 * 0,125 = 191,25 m 2. Un dauphin émet des ultrasons de fréquence comprise entre 16 000 et 100 000 Hz.
a) Calculer les périodes limites correspondantes.
T16000 = 1/16 000 = 6,25 10-5 s soit 0,0000625 s (0,25 + 0,25 rép + 0,25 unité) T100000 = 1/100 000 = 1*10-5 s = 0,00001 s (0,25 + 0,25 rép)
b) Calculer les longueurs d'onde limités correspondantes en m puis en cm.
λλλλ16000160001600016000 = v*T = 1530 * 6,25*10-5 = 0,095625 m soit 9,5 cm environ (0,25 for ou calc + 0,25 rép en m + 0,25 rép en cm) λλλλ100000100000100000100000 = v*T = 1530 * 1*10-5 = 0,0153 m soit 1,53 cm environ (0,25 for ou calc + 0,25 rép en m + 0,25 rép en cm)
c) L'animal pourra-t-il être détecté par le navire ? Justifier la réponse. (BONUS SUR 1)
Oui car les longueurs d'onde limite du dauphin sont entre les longueurs d'onde du sonar. (0,25 + 0,75)
