1STL-TC Date :
Activité : À propos des ondes
Thème du programme : Santé Sous-thème : Quelques outils du diagnostic médical.
Type d’activités :QCM, Exercices Pré-requis : Les ondes en biochimie.
Extrait BOEN :
– Ondes mécaniques : ondes progressives
– Ondes électromagnétiques ; rayonnements gamma, X, UV,visible, IR.
– Absorption et transmission des ondes électroma- gnétiques.
Compétences attendues :
– Associer la propagation d’une onde à un transfert d’énergie sans déplacement de matière.
– Distinguer une onde longitudinale d’une onde transversale.
– Définir quelques grandeurs physiques associées à une onde mécanique : célérité, amplitude, période, fréquence, longueur d’onde.
– Classer les ondes électromagnétiques selon leur fré- quence, leur longueur d’onde dans le vide et leur énergie.
– Analyser qualitativement l’influence d’un milieu sur la transmission d’une onde électromagnétique.
Exercice 1 : Cochez la ou les réponses exactes.
1. Au cours de la propagation d’une onde :
il y a transport de matière et transport d’énergie comme pour un projectile il y a transport de matière et pas de transport d’énergie
il y a transport d’énergie et pas de transport de matière
2. On lance une pierre dans un lac à quelques mètres du rivage. On observe des ronds dans l’eau.
On obtient une onde mécanique
Une feuille posée sur l’eau est emmenée vers le rivage On obtient une onde transversale
3. Pour une onde, les relations possibles entre sa longueur d’ondeλ, sa fréquence f et sa célérité c sont :
c=λ×f
λ= c
f
f =λ×c
4. Quelles sont les caractéristiques d’une onde qui varient quand l’onde change de milieu de propagation : la longueur d’onde
la célérité la fréquence
5. Pour déterminer la distance d entre deux murs, on utilise un appareil à ultrasons qui mesure la durée t qui s’écoule entre l’émission et la réception de l’onde. On note c la célérité des ultrasons dans le milieu. Quel calcul effectue l’appareil ?
d=c×t
d= 2c×t
d=c× t
2
6. Pour mesurer les dimensions des pièces d’une maison, on utilise un appareil à ultrasons qui émet des ondes de fréquence 40 kHz. La célérité des ondes est de c = 340 m.s−1. La durée t qui s’écoule entre l’émission de l’onde et la réception de l’onde réfléchie par le mur d’en face est de 20 ms. À quelle distance se trouve le mur ? Donner une justification en posant le calcul.
2 m 3,4 m 8 m
7. Les rayons X sont des ondes : électromagnétiques
mécaniques sonores
8. La vitesse de propagation du rayonnement ultraviolet dans l’air est égale à : 1 500 m.s−1.
3.108 m.s−1. 340 m.s−1.
9. Une onde électromagnétique de longueur d’onde 600 nm appartient au domaine : visible
infrarouge
des rayons gamma
10. L’énergie d’un photon E associé à une onde électromagnétique de fréquence ν a pour expression :
E =h×ν
E =h× c
λ
E =h× c
ν Exercice 2 :
1. Compléter le schéma ci-dessous, en plaçant les différentes ondes électromagnétiques suivantes : rayonsγ, visible, rayons X, UV et IR.
2. Compléter le schéma ci-dessous en indiquant les longueurs d’ondes limites qui délimitent le domaine du visible ainsi que les couleurs qui leur sont associées :
3. Quelles sont les ondes électromagnétiques les plus énergétiques ? Quelles sont les ondes lumineuses les moins énergétiques ? Justifier.
On considère différentes ondes électromagnétiques qui se propagent dans le vide à la célérité : c = 3.108 m.s−1. 4. La longueur d’onde de la première onde considérée est λ1 = 0,54 µm. À quel domaine appartient cette onde ?
Calculer la fréquence correspondante.
5. La seconde onde considérée a une fréquence de 4.1022 Hz. Calculer la longueur d’onde correspondante λ2. 6. Calculer les énergies respectives d’un photon issues de chacune de ces ondes. Quelle est l’onde la plus énergétique ?
Donnée : Constante de Planck : h = 6,63.10−34 SI . Exercice 3 :
Faire l’exercice 4 p 183 du livre.
