QCM N° 16 Caractériser les phénomènes ondulatoires

QCM N° 16 Caractériser les phénomènes ondulatoires. AIDE Pour chaque question, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s).
	Énoncé	A	B	C	R
1	Une onde mécanique progressive s’accompagne :	D’un transport de matière	D’un transport d’énergie	D’un transport d’énergie et d’un transport de matière	B
2	Une onde de célérité v passe en A, puis en B. Le retard de l’onde ente A et B :				C
3	Une onde met 5,0 s à parcourir 5,0 m d’une corde. Sa célérité vaut :	2,5 m . s^–1	1,0 m . s^–1	1,0 km . h^–1	B
4	Une onde sinusoïdale, de période 2,0 × 10^–1 s, a une longueur d’onde de 10 m. Sa célérité est :	2,0 × 10^–2 m . s^–1	2,0 m . s^–1	50 m . s^–1	C
5	Le signal ci-dessous, qui se propage dans un milieu homogène :	Présente une périodicité spatiale	Présente une périodicité temporelle	N’est pas périodique	AB
6	La fréquence du signal ci-dessous vaut :	2,0 Hz	0,5 Hz	5,0 × 10² Hz	C
7	Un milieu est parcouru par une onde de célérité v = 500 m . s^–1. Cette onde est caractérisée par :	Une période T = 1,6× 10^–5 s	Une longueur d’onde λ = 4 mm	Une longueur d’onde λ = 8 mm	AC
8	À 5,0 m d’un haut-parleur, le son émis de puissance acoustique égale à 3,0 W se disperse sur une surface dont l’aire est proche de 300 m². L’intensité sonore vaut environ :	I = 10^–2 W . m^–2	I = 0,6 W . m^–1	I = 10² m² . W^–1	A
9	Un observateur situé à quelques mètres d’un marteau-piqueur perçoit un son d’intensité sonore I = 31,6 mW . m^–2. Le niveau d’intensité sonore perçu par l’observateur vaut : Donnée : Intensité sonore de référence : I₀ = 10^–12 mW . m^–2	L = 105 dB	L = 3,16 × 10¹⁰ dB	Il manque des données pour pouvoir calculer L	A
10	Trois sons sont enregistrés à l’aide d’un microphone. Lequel ou lesquels de ces sons sont purs ?				BC
11	On analyse le son émis par un instrument de musique grâce à un logiciel acquisition.	Le son est pur	La fréquence fondamentale vaut 700 Hz	La fréquence fondamentale vaut 350 Hz	C
12	La musique stockée sur les plateformes d’écoute en ligne est composée :	De signaux analogiques	De signaux numériques	De signaux analogiques compressés	B
13	La numérisation d’un signal analogique est représentée sur le graphique suivant :	Le signal analogique est le signal continu	Le signal analogique est le signal discontinu	Le signal analogique est converti en signal numérique grâce à un convertisseur CAN	AC

- Une onde mécanique progressive est le phénomène de propagation d’une perturbation dans un milieu matériel élastique, sans transport de matière, mais avec transport d’énergie.

- La position d’un point du milieu matériel est repérée par son élongation.

- On appelle célérité la vitesse de propagation d’une onde, pour la distinguer de la vitesse de déplacement d’un objet.

- La célérité est le quotient de la distance parcourue sur la durée de parcours.

- La perturbation crée au point S de la corde au temps t₀ se propage de proche en proche.

- La perturbation au point A reproduit la perturbation de la source S avec un retard τ₁ = t_A – t₀, car la perturbation met un certain temps pour progresser de S à A.

- De même, la perturbation en un point A n’arrive pas instantanément au point B mais avec un retard

- L’onde se propage sur la distance d entre les points A et B alignés dans la direction de propagation.

- En conséquence, la perturbation parcourt la distance d = AB pendant la durée τ = t_B – t_A.

- On appelle célérité la vitesse de propagation d’une onde, pour la distinguer de la vitesse de déplacement d’un objet.

- La célérité est le quotient de la distance parcourue sur la durée de parcours.

- Il découle de ceci que pendant la durée d’une période T, l’onde parcourt la distance d égale à la longueur d’onde λ.

- Si v représente la célérité de l’onde, on peut écrire la relation liant ces différentes grandeurs.

- La longueur d’onde λ est la distance parcourue par l’onde pendant une période T.

- Une périodicité temporelle T (période) est une périodicité spatiale λ (longueur d’onde).

- La période : durée au bout de laquelle le phénomène se reproduit identique à lui-même.

- La longueur d’onde : distance parcourue par l’onde pendant une période.

- La longueur d’onde λ d’une onde progressive périodique est la distance parcourue par l’onde pendant une période T.

- Plus l’amplitude du signal sonore est élevée plus l’intensité sonore I est grande.

- L’intensité sonore, notée I, caractérise l’intensité du signal reçue par l’oreille.

- L’intensité sonore I est la puissance P par unité de surface S transportée par une onde sonore.

- L’oreille humaine normale perçoit les signaux sonores dont l’intensité est comprise entre

- On définit le niveau d’intensité sonore L à partir de l’intensité associée au seuil d’audibilité.

- Ainsi, l’échelle de niveau d’intensité sonore L varie de 0 dB à environ 140 dB.

- Alors que l’intensité sonore I varie de I₀ = 1,0 ×10^–12 W. m^–2 à 10² W. m^–2

- Son pur : Un son pur est un son dont le spectre de fréquences est constitué d’une seule vibration sinusoïdale appelé fondamental.

- Son complexe : Un son complexe est formé d’une superposition de vibrations sinusoïdales ayant des amplitudes et des fréquences différentes.

- Un diapason émet un son pur, c’est-à-dire un son dont le spectre en fréquences n’est composé que d’un fondamental.

- Le spectre en fréquences d’un son est la représentation graphique de l’amplitude de ses composantes sinusoïdales en fonction de la fréquence.

- Un son complexe est formé d’une superposition de vibrations sinusoïdales ayant des amplitudes et des fréquences différentes.

- Tout signal périodique de fréquence f₁ peut être décomposé en une somme de signaux sinusoïdaux de fréquences f_n multiples de f₁.

- L’analyse spectrale d’un son permet d’en obtenir le spectre en fréquences.

- Le spectre en fréquences d’un son est la représentation graphique de l’amplitude de ses composantes sinusoïdales en fonction de la fréquence.

- Tout signal périodique de fréquence f₁ peut être décomposé en une somme de signaux sinusoïdaux de fréquences f_n multiples de f₁.

- L’analyse spectrale d’un son permet d’en obtenir le spectre en fréquences.

- Le spectre en fréquences d’un son est la représentation graphique de l’amplitude de ses composantes sinusoïdales en fonction de la fréquence.

- Les différentes harmoniques : f₂ = 2 f₁ ≈ 700 Hz ; f₃ = 3 f₁ ≈ 1050 Hz ; f₄ = 4 f₁ ≈ 1400 Hz

- Les systèmes de mesure analogique sont progressivement remplacés par des systèmes d’acquisition numérique.

- Le stockage, la duplication et le transport des signaux numériques sont plus fiables.

- Les grandeurs numériques varient de façon discrète (discontinu) au cours du temps.

- Il désigne le procédé qui permet de passer d’un signal analogique à un signal numérique.

- Le convertisseur analogique-numérique prélève des échantillons du signal analogique à intervalles de temps T_e égaux appelés période d’échantillonnage.

- La fréquence d’échantillonnage f_e est le nombre de prélèvements effectués par seconde (nombre de mesures effectuées par seconde).

- Elle définit le nombre de valeurs prélevées au signal analogique par seconde.

- au double de la plus haute fréquence contenue dans le signal d’entrée afin de pouvoir reconstituer fidèlement le signal (Critère de Shannon).

- Ainsi pour échantillonner la musique, comme l’oreille est sensible aux fréquences sonores comprises entre 20 Hz et 20kHz,

- On perd toutes les fréquences supérieures à 20 kHz, mais cela n’est pas grave car l’oreille humaine ne les entend pas.

- L’échantillonnage consiste à prélever certaines valeurs d’une fonction continue.

- On se retrouve avec une succession de nombres réels avec un très grand nombre de décimales.

- La quantification consiste à affecter une valeur numérique à chaque échantillon prélevé.

- Le signal est donc quantifié et ne peut prendre que certaines valeurs discrètes.

- Cette quantification est liée aux limites de la perception humaine et des appareils qui transmettent le signal

- Un bit est une unité d’information qui ne peut prendre que deux valeurs : 0 ou 1.

- Avec 3 bits, 2³ = 8 ; valeurs associées : 000 ; 001 ; 010 ; 011 ; 100 ; 101 ; 110 ; 111.

- La qualité de la conversion analogique-numérique, ou numérisation, est d’autant plus grande :

λ = v . T	La longueur d’onde λ en mètre (m)
	La célérité de l’onde v en (m / s)
	La période T en seconde (s)

QCM. N° 16	Caractériser les phénomènes ondulatoires

	La célérité de l’onde v en (m . s^–1)
	La distance parcourue d en mètre (m)
	La durée du parcours Δt en seconde (s)

	I : Intensité sonore en watt par mètre carré (W . m^–2)
	P : Puissance transportée par l’onde sonore en watt (W)
	S : Surface de l’onde sonore en mètre carré (m²)

	L : Niveau d’intensité sonore en décibel (dB)
	I : Intensité du signal en watt par mètre carré (W. m^–2)
	I₀ = 1,0 ×10^–12 W. m^–2 (seuil d’audibilité)