Exercice 1 sur 8
CalculQuel est le niveau d’intensité sonore (en dB) d’un son d’intensité 1,0 × 10−5 W·m−2 ?
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Exercices : intensité sonore, atténuation et diffraction
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Intensité sonore, atténuation et diffraction — S’entraîner
Feuille d’exercices
Prénom : ……………………………Date : ……………………Score : ……… / 8
Exercice 1
Quel est le niveau d’intensité sonore (en dB) d’un son d’intensité 1,0 × 10−5 W·m−2 ?
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… dB
Exercice 2
Une machine produit 80 dB. Quel niveau (arrondi à l’unité) produisent deux machines identiques fonctionnant ensemble ?
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… dB
Exercice 3 — Coche la bonne réponse.
Le niveau d’intensité sonore passe de 60 dB à 90 dB. L’intensité sonore a été…
- multipliée par 30
- multipliée par 1,5
- multipliée par 1 000
- multipliée par 3
Exercice 4
Un bruit de 75 dB dans la rue n’est plus que de 40 dB derrière une fenêtre à double vitrage. Quelle est l’atténuation, en dB ?
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… dB
Exercice 5
Un laser de longueur d’onde 532 nm éclaire un fil de diamètre 0,20 mm. Calcule le demi-écart angulaire θ, en mrad (arrondi au centième).
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… mrad
Exercice 6 — Coche « Vrai » ou « Faux ».
La diffraction d’une onde par une ouverture est d’autant plus marquée que l’ouverture est grande devant la longueur d’onde.
VraiFaux
Exercice 7 — Coche la bonne réponse.
On entend une conversation à travers une porte entrouverte de 20 cm, mais on ne voit pas les personnes. Pourquoi ?
- Le son va plus vite que la lumière
- La longueur d’onde du son (de l’ordre du mètre) est proche de l’ouverture, contrairement à celle de la lumière
- La lumière ne se diffracte jamais
- Le son est une onde transversale
Exercice 8
Propose une méthode pour mesurer le diamètre d’un cheveu avec un laser de longueur d’onde connue, une règle et un écran.
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Intensité sonore, atténuation et diffraction — S’entraîner
Corrigé détaillé — pour les parents et les enseignants
Exercice 1
Réponse : 70 dB
On applique L = 10 log().
- = = 107
- L = 10 × 7 = 70 dB
Exercice 2
Réponse : 83 dB
Ce sont les intensités qui s’additionnent, pas les niveaux.
- Itotal = 2I
- L = 10 log() = 80 + 10 log 2 ≈ 80 + 3,0 = 83 dB
Exercice 3
Réponse : multipliée par 1 000
+30 dB correspond à 3 fois +10 dB, soit une intensité multipliée par 103 = 1 000.
Exercice 4
Réponse : 35 dB
L’atténuation est la différence des niveaux d’intensité sonore.
- A = 75 − 40 = 35 dB
Exercice 5
Réponse : 2,66 mrad
On utilise θ = , toutes les longueurs en mètres.
- θ =
- θ = 2,66 × 10−3 rad = 2,66 mrad
Exercice 6
Réponse : Faux
C’est l’inverse : θ = augmente quand a diminue. La diffraction est marquée lorsque a est du même ordre de grandeur que λ ou plus petite.
Exercice 7
Réponse : La longueur d’onde du son (de l’ordre du mètre) est proche de l’ouverture, contrairement à celle de la lumière
Les sons de la voix ont des longueurs d’onde de quelques dizaines de centimètres à quelques mètres : ils sont fortement diffractés par l’ouverture. La lumière (λ ≈ 0,5 μm) ne l’est quasiment pas.
Exercice 8
Exemple de réponse : Placer le cheveu tendu devant le laser et l’écran à une distance D connue (par exemple 2 m).
Mesurer la largeur L de la tache centrale de diffraction sur l’écran.
Pour de petits angles : θ ≈ et θ = , donc a = .
Pour plus de précision, on peut d’abord tracer θ en fonction de avec des fils de diamètres connus (droite d’étalonnage).Un cheveu se comporte comme une fente de même largeur (théorème de Babinet) : il donne la même figure de diffraction.
- Mesure de L et D.
- Relations θ = λ/a et θ ≈ L/(2D).
- Expression a = 2λD/L.
Exercices corrigés : 0 / 8
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Exercice 2 sur 8
CalculUne machine produit 80 dB. Quel niveau (arrondi à l’unité) produisent deux machines identiques fonctionnant ensemble ?
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 3 sur 8
QCMLe niveau d’intensité sonore passe de 60 dB à 90 dB. L’intensité sonore a été…
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 4 sur 8
CalculUn bruit de 75 dB dans la rue n’est plus que de 40 dB derrière une fenêtre à double vitrage. Quelle est l’atténuation, en dB ?
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 5 sur 8
CalculUn laser de longueur d’onde 532 nm éclaire un fil de diamètre 0,20 mm. Calcule le demi-écart angulaire θ, en mrad (arrondi au centième).
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 6 sur 8
Vrai ou fauxLa diffraction d’une onde par une ouverture est d’autant plus marquée que l’ouverture est grande devant la longueur d’onde.
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 7 sur 8
QCMOn entend une conversation à travers une porte entrouverte de 20 cm, mais on ne voit pas les personnes. Pourquoi ?
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 8 sur 8
Question ouvertePropose une méthode pour mesurer le diamètre d’un cheveu avec un laser de longueur d’onde connue, une règle et un écran.
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