Acoustique, thermique et optique
Barème : 20 points Durée de réalisation : 1 heure Critères d'évaluation : les capacités et connaissances de l'apprenant pour calculer et résoudre des problèmes notamment en expérimentant, éventuellement à l'aide d'outils numériques, ou en utilisant des résultats expérimentaux ou résultant de simulations fournis ; la qualité de la validation et de l'interprétation des résultats obtenus ; la qualité de l'expression écrite.
Exercice 1
Qu'est-ce que le son ? 1 point

Dans quel domaine sont compris les sons audibles ? 1 point

Avec quel instrument mesure-t-on un son ? 1 point

Qu'est-ce qu'un son à l'unisson ? 1 point

Classez les fréquences suivantes de la plus aiguë à la plus grave : f1 = 50 Hz ; f2 = 1 250 Hz ; f3 = 850 Hz et f4 = 10 kHz. 1 point

On considère un son pur ayant une fréquence f = 10 kHz. Calculez la période de ce son. 1 point

Exercice 2
Un son de guitare se propage, à l'aide d'une enceinte, dans une pièce où se trouve une personne.

Rappelez la valeur de l'intensité de référence acoustique I0. 1 point

Calculez le niveau sonore, en précisant l'unité de celui-ci, si l'intensité mesurée dans la pièce est de 5 x 10-4 W/m2. 1 point

En vous aidant de l'échelle sonore ci-dessous, spécifiez s'il y a danger pour l'audition de cette personne. On pensera à noter la valeur trouvée sur cette échelle. 1 point

Échelle des niveaux sonores © Skill and you
Échelle des niveaux sonores © Skill and you
Exercice 3
On prend un verre d'eau que l'on met dans un freezer. De quel changement d'état s'agit-il ? 1 point

Donnez les définitions des termes suivants : sublimation et liquéfaction. 1 point

Exercice 4
Observez ce diagramme d'un composé pur passant de l'état liquide à l'état solide.

Diagramme de changement de phase © Skill and You
Diagramme de changement de phase © Skill and You
Par lecture graphique, déterminez les températures à 0 s, 100 s et 300 s ; convertissez-les en kelvins. 1 point

Comment s'appelle la température du palier ? 1 point

Décrivez les phases de ce composé pur. 1 point

Exercice 5
Qu'est-ce que la lumière ? 1 point

Quelles longueurs d'onde comprend le domaine visible ? Quels domaines se situent au-dessus et au-dessous ? 1 point

Quelles sont les couleurs fondamentales du système additif et du système soustractif ? 1 point

Exercice 6
Un rayon incident d'angle i = 32° traverse un bloc de plexiglas. Calculez l'angle de réfraction r (au degré près), sachant que l'indice de réfraction du plexiglas vaut 1,5 et que celui de l'air vaut 1. 1 point
Un rayon incident d'angle i = 27° traverse un bloc de verre. L'angle de réfraction r vaut 15°. Calculez l'indice de réfraction n1 du bloc de verre à 0,1 près, sachant que celui de l'air n vaut 1. 1 point
Quelles sont les règles de sécurité à respecter lors d'une expérience avec un laser ? 1 point