Physique-Chimie Terminale Spécialité
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Préparation aux épreuves du Bac
1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Modélisation des transformations acide-base
Ch. 2
Analyse physique d'un système chimique
Ch. 3
Méthode de suivi d'un titrage
Ch. 4
Évolution temporelle d'une transformation chimique
Ch. 5
Évolution temporelle d'une transformation nucléaire
BAC
Thème 1
Ch. 6
Évolution spontanée d'un système chimique
Ch. 7
Équilibres acide-base
Ch. 8
Transformations chimiques forcées
Ch. 9
Structure et optimisation en chimie organique
Ch. 10
Stratégies de synthèse
BAC
Thème 1 bis
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Description d'un mouvement
Ch. 12
Mouvement dans un champ uniforme
Ch. 13
Mouvement dans un champ de gravitation
Ch. 14
Modélisation de l'écoulement d'un fluide
BAC
Thème 2
3. Conversions et transferts d'énergie
Ch. 15
Étude d’un système thermodynamique
Ch. 16
Bilans d'énergie thermique
BAC
Thème 3
4. Ondes et signaux
Ch. 17
Propagation des ondes
Ch. 18
Interférences et diffraction
Ch. 19
Lunette astronomique
Ch. 20
Effet photoélectrique et enjeux énergétiques
Ch. 21
Évolutions temporelles dans un circuit capacitif
BAC
Thème 4
Annexes
Ch. 22
Méthode
Chapitre 18
Activité 1 - Activité expérimentale
60  min

Conditions d'interférences

Objectif : Établir les conditions, caractériser le phénomène d'interférences et en citer des conséquences.
Problématique de l'activité
Deux perturbations à la surface d'un étang produisent des ondes qui se propagent et se rencontrent.
Comment expliquer ce que l'on observe à la surface de l'eau quand deux ondes se croisent ?

Doc. 1
Ondes à la surface de l'eau

Les vibrations périodiques d'une pointe à la surface de l'eau d'une cuve à ondes (a) créent des ondes circulaires périodiques se propageant de façon concentrique à la surface de l'eau. L'alternance des crêtes (traits pleins) et des creux (pointillés) de l'onde est représentée ci-dessous (b). L'état vibratoire d'un point de la surface est appelé phase.

Ondes à la surface de l'eau
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Crédits : lelivrescolaire.fr

Doc. 2
Interférences entre deux ondes cohérentes

Deux sources d'ondes vibrant à la même fréquence et avec un déphasage constant sont dites cohérentes. Les ondes produites par deux sources cohérentes se rencontrent et se superposent. L'état d'un point donné dépend de l'état vibratoire de chaque onde en ce point : c'est le phénomène d'interférences à deux ondes. On distingue deux situations remarquables :
  • les ondes sont en opposition de phase, les interférences sont destructives ;
  • les ondes ne sont pas en opposition de phase, les interférences sont constructives avec une situation extrême correspondant au cas où les deux ondes sont à leur extremum d'amplitude.
L'interférence de deux ondes cohérentes est schématisée ci-dessous.

et sont les distances entre un point de la surface et respectivement les sources 1 et 2.
La différence entre ces deux distances est appelée différence de chemin.

Interférences entre deux ondes cohérentes
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Crédits : lelivrescolaire.fr

Doc. 3
Matériel nécessaire

  • Cuve à ondes et vibreur
  • Obstacles en plastique
  • Téléphone portable ou webcam
  • Règle graduée
  • Logiciel de traitement d'image

Questions
VAL : Exploiter un ensemble de mesures
RAI/ANA : Utiliser et interpréter des documents
Compétence(s)
1. Prendre une photographie de l'image produite par deux sources sur le verre dépoli de la cuve à ondes. L'importer dans un logiciel de traitement d'image.

2. Connaissant la distance entre les deux sources, déterminer précisément la longueur des ondes produites.

3. Sur le doc. 2, préciser l'état vibratoire des points rouges résultant de la superposition des deux ondes.


4. Pour ces points, exprimer en fonction de les distances et , puis la différence de chemin .

5. Répéter les questions 3. et 4. pour les points jaunes et violets.
Synthèse de l'activité
Exprimer les relations liant la différence de chemin et dans le cas d'interférences constructives et dans le cas d'interférences destructives.

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