Réponse :
EXERCICE N°1)
1. Pourquoi, lors d’un orage, voit-on l’éclair avant de percevoir le son du coup de tonnerre ?
Pour la bonne raison que le son et la lumière ne se déplace pas à la même vitesse. En effet la lumière est presque instantanée, on voit donc la lumière avant d'entendre le son.
2. Donner la vitesse du son dans l’air en m/s
La vitesse du son dans l'air à 15°C est de 340 m/s, cependant il faut savoir que cette vitesse varie en fonction de la température de l'air.
3. Je veux mesurer chez moi la vitesse de la lumière dans l’air. Pour cela, je
chronomètre le temps que je mets pour percevoir la lumière d’une lampe une fois que j’ai fermé l’interrupteur. Que pensez-vous de cette méthode ?
En soit la méthode est bonne mais le temps de réaction est tellement grand qu'il est impossible de le mesurer la vitesse de la lumière durant un laps de temps si infime.
4. Donner la vitesse de la lumière dans le vide en km/s
On arrondi cette vitesse à 300 000 km/s
5. Convertir cette vitesse en m/s
300 000 x 1000 = 300 000 000 m/s
6. Comparer cette vitesse avec celle d’une fusée (environ 10 km/s)
7. A quoi correspond une année lumière ?
Une année lumière c'est la distance parcourue par la lumière en un ans
8. Donner la valeur d’une année lumière
≈ 9,47 x 10^12 km
9. En 1850, Foucault montre que la lumière se propage moins vite dans l’eau que dans l’air. Ainsi on sait que dans l’eau, la vitesse de la lumière correspond à 75% que celle dans le vide. Calculer la vitesse de la lumière dans l’eau.
300 000 000 x 0.75 = 2.25 x 10^8 m/s
EXERCICE N°2)
1. La lumière met 4h12min pour aller du Soleil à Neptune, planète la plus éloigné du Système solaire. Calculer la distance Soleil-Neptune en km
t = ((4x60) +12 ))x 60
V = d/t ⇔ d = V x t
- d = 300 000 x 15120
- d = 4.536 x 10^9 km
2. La galaxie d’Andromède est située à environ 2.3 x 1019 km de la Terre. Calculer le temps que met la lumière pour venir d’Andromède. Exprimer le résultat en seconde puis en années.
V = d/t ⇔ t = d/V
- t = 2.3 x 10^19/300 000
- t ≈ 7.7 x 10^13 s
- t ≈ 2.5 x 10^6 a.l
3. Alkaid, une des étoiles de la Grande Ourse est située à 9.4608 x 1014 km de la Terre.
a. Calculer le temps que met la lumière pour nous parvenir. Exprimer le résultat en seconde puis en années
V = d/t ⇔ t = d/V
- t = 9.4608 x 10^14/300 000
- t = 3.15 x 10^9 s
- t = 100 a.l
b. En quelle autre unité aurait-on pu mesurer cette distance
On aurait pu utiliser l'année-lumière a.l
4. La lumière parcourt 900 km dans une fibre optique en verre en 4.5 x 10-³s. Calculer la vitesse de la lumière dans le verre.
V = d/t
- V = 900/4,5 x 10^-3
- V = 200 000 km/s
