EXAMEN #2 ONDES ET PHYSIQUE MODERNE 20% de la note finale

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1 EXAMEN #2 ONDES ET PHYSIQUE MODERNE 20% de la note finale Automne 2011 Nom : Chaque question à choix multiples vaut 3 points 1. Une lentille convergente dont l indice de réfraction est de 1,5 initialement dans l air est plongée dans l eau, dont l indice de réfraction est de 1,3. Alors, la lentille reste convergente, mais sa distance focale diminue. la lentille reste convergente, mais sa distance focale augmente. la lentille reste convergente et sa distance focale ne change pas. la lentille devient divergente. 2. Si on veut augmenter la largeur du maximum central de diffraction observé sur un écran quand la lumière traverse une fente, laquelle des solutions suivantes est correcte? Augmenter la largeur de la fente. Augmenter la longueur d onde de la lumière. Rapprocher l écran. Faire l expérience dans l eau. 3. Une lentille mince de longueur focale f est utilisée comme loupe. Lequel des énoncés suivants est vrai? Une lentille divergente est nécessaire et la distance objet-lentille doit être supérieure à f. Une lentille divergente est nécessaire et la distance objet-lentille doit être inférieure à f. Une lentille convergente est nécessaire et la distance objet-lentille doit être supérieure à f. Une lentille convergente est nécessaire et la distance objet-lentille doit être inférieure à f.

2 4. De la lumière passe à travers un réseau et fait des maximums sur un écran. Que se passe-t-il si la densité de l air diminue? Les maximums se rapprochent les uns des autres La position des maximums ne change pas. Les maximums s éloignent les uns des autres. J vois tellement pas le rapport entre la densité pis les réseaux. 5. Une personne porte des lunettes parce qu il ne voit pas les objets proches. Si on change ses lunettes pour des lunettes ayant des verres dont la puissance est plus élevée, que se passera-t-il? La distance de son punctum proximum va augmenter. La distance de son punctum proximum va rester identique. La distance de son punctum proximum va diminuer. La distance de son punctum proximum va changer, mais on ne sait pas si elle va augmenter ou diminuer parce qu on ne sait pas la puissance d accommodation de l œil. 6. Une lentille convergente forme l image d un objet sur un écran. L image est réelle et est deux fois plus grande que l objet. Si on intervertit les positions de l écran et de l objet et qu on laisse la lentille au même endroit, quelle sera la nouvelle taille de l image sur l écran? La moitié de la taille de l objet. Identique à la taille de l objet. Deux fois la taille de l objet. C est un piège, l image n arrivera même pas sur l écran. 7. On alimente deux haut-parleurs identiques avec un même signal sinusoïdal. Ils sont placés l un près de l autre dans une même salle et on note que l intensité du son perçu varie d un endroit à l autre dans la salle. Laquelle des actions ci-dessous ne fera pas changer la position des endroits où se produisent les maximums et les minimums d interférence? Déplacer l un des haut-parleurs. Changer l amplitude des ondes sonores. Changer la fréquence des ondes sonores. Remplacer l air de la salle par de l hélium (même pression, même température).

3 8. Des rayons parallèles arrivant sur une sphère de verre sont déviés et vont se concentrer exactement sur la surface du côté opposé de la sphère. Comment change la position du point de rencontre des rayons si l indice de réfraction de la sphère augmente? Les rayons vont se rencontrer avant d arriver à la surface opposée. La position ne change pas Les rayons vont se rencontrer après avoir traversé la surface opposée. 9. Dans une expérience d interférence, de la lumière verte est incidente sur deux fentes et la figure d interférence est observée sur un écran. Parmi les changements suivants, lequel(s) diminuerai(en)t la distance entre les franges brillantes sur l écran? 1 Augmenter la distance entre les fentes. 2 Réduire la distance entre les fentes 3 Remplacer la lumière verte par de la lumière bleue (longueur d onde plus petite) 4 Remplacer la lumière verte par de la lumière rouge (longueur d onde plus grande) Réponse(s) : 10. La polarisation de la lumière s explique par la forme des particules de lumière. l amplitude des oscillations des ondes lumineuses. la masse des particules de lumière. la direction de l oscillation des ondes lumineuses. Rép. 1b 2b 3d 4c 5c 6a 7b 8a 9 1 et 3 10d

4 11. (20 points) Une lentille convergente dont la distance focale est de 12 cm est à 20 cm d une lentille divergente dont la distance focale est de 50 cm. Si on place un Schtroumpf de 2 cm de haut à 15 cm de la première lentille a) Où est l image finale? b) Quelle est la dimension de l image finale? c) Quel est la grandeur du rayon de courbure des surfaces de la lentille convergente si la grandeur du rayon est le même pour chaque côté de la lentille et qu elle est faite d un matériel ayant un indice de réfraction de 1,6? Rép. a) 200 cm à droite de la lentille divergente. c) 14,4 cm b) 40 cm, inversée 12. (15 points) Une bulle de savon dans l air apparaît verte ( = 540 nm) pour un observateur. Si l indice de réfraction de l eau savonneuse est de 1,35, quelle est l épaisseur minimale que peut avoir la paroi de la bulle? Rép. 100 nm

5 13. (10 points) On fait passer de la lumière rouge (= 600 nm) dans une fente dont la largeur est de 0,25 mm. Si on observe la figure de diffraction sur un écran situé à 2,4 m de la fente, quelle est la largeur du maximum central? Rép. 11,52 mm 14. (10 points) De la lumière initialement non-polarisée traverse trois polariseurs. Quelle est l intensité de la lumière par rapport à l intensité initiale après le passage de la lumière à travers les trois polariseurs de la figure si 1 = 20, 2 = 45 et 3 = 60? Rép. 0,3831 I 0

6 15. (15 points) Deux haut-parleurs émettent un son d une fréquence de 100 Hz. Si les sources sont déphasées de, quelle doit être la distance minimale d (non-nulle) pour que l intensité soit nulle au point P. Utilisez 340 m/s pour la vitesse du son. Rép. 6,226 m