Des signaux pour observer et communiquer

Une source primaire (ex : soleil, lampe ...) éclaire un objet, appelé objet diffusant, diffuse la lumière jusqu'à notre oeil=> Nous percevons à présent cet objet

La lumière se propage de manière rectiligne dans un milieu homogène

La vitesse de propagation s'exprime :v = d/t avec :v est la vitesse : exprimée en m/s (unité du système international, SI) ou en km/h (plus utilisée dans la vie courante)d est la distance parcourue par le son : exprimée en m (unité SI) ou en km (vie courante)t est le temps de trajet : exprimé en s (unité SI) ou en h (vie courante)La vitesse de propagation de la lumière dépend du milieu :Dans le vide, la lumière se propage avec la plus grande vitesse possible : vvide = 3 x 108 m/sDans l'air, la vitesse de la lumière est environ égale à sa vitesse dans le vide : vair = 3 x 108 m/sDans l'eau, la vitesse de la lumière est veau = 2,3 x 108 m/sDans le verre, la vitesse de la lumière est vverre = 2 x 108 m/s

La lumière peut être défini par sa fréquenceLes humains peuvent voir la lumière avec des fréquences comprises entre 3,75 x 10 14 Hz (rouge) et 7,5 x 10 14 Hz (violet)

L'exposition à la lumière peut comporter des dangers :La lumière du soleil peut bruler la peau (ex : coups de soleil) et les yeux (ex : éblouissement)Pour s'en prémunir, on peut utiliser de la crème solaire pour la peau et des lunettes de soleil pour les yeuxAttention, même avec des lunettes de soleil, il faut éviter de regarder directement le soleil

Application numérique : SonarEnoncé : Un bateau vogue à la surface de l'eau, non loin de là, se trouve un sous-marin dans les profondeurs. Le capitaine du bateau souhaite savoir quelle distance sépare le bateau du sous-marin.Il possède un sonar, un instrument de naviguation qui permet de déterminer à quelle distance se trouve un objet en envoyant un signal sonore dans sa direction (voir schéma).L'opérateur reçoit un retour du signal 0,48 s après l'avoir émis, quelle distance (dB-SM) sépare le sous-marin du bateau ?Données : Vitesse du son dans l'eau : veau = 1480 m/sIndications : 1) Le signal effectue un aller-retour entre le bateau et le sous-marin, c'est-à-dire qu'il parcours 2 fois la distance dB-SM2) Pour répondre à la question, il faut utiliser la formule de la vitesse : v = d/t Réponse :Je calcule la distance qui sépare le bateau du sous-marin : On cherche d, la formule devient :d = v X t On connaît :La vitesse : veau = 1480 m/sLe temps : 2t = 0,48 s (aller-retour), donc t = 0,48/2 = 0,24 s d = 1480 m/s X 0,24 sd = 355,2 m La distance qui sépare le bateau du sous-marin est de 355,2 m.

Application lumière : TélémétrieEnoncé :Lors de la mission Apollo 11, des miroirs ont été déposés sur la surface de la Lune afin de déterminer la distance Terre-Lune avec plus de précision. On se propose de faire l'expérience avec un LASER : on envoie un rayon lumineux en direction d'un miroir et on mesure le temps que le rayon met à revenir. Le rayon met 2,56 s pour revenir à la source, quelle est la distance dT-L entre la Terre et la Lune en m ? Puis en km ?Données :Vitesse de la lumière dans le vide : vvide = 3 x 108 m/sIndications :1) Le rayon LASER effectue un aller-retour entre la Terre et la Lune, c'est-à-dire que le rayon parcours 2 fois la distance dT-L2) Pour répondre à la question, il faut utiliser la formule de la vitesse : v = d/tRéponse : Je calcule la distance Terre-Lune dT-L : On cherche d, la formule devient :d = v X t On connaît :La vitesse : vvide = 3 x 108 m/sLe temps : 2t = 2,56 s (aller-retour), donc t = 2,56/2 = 1,28 s d =3∗108 m/s X 1,28 sd =384 000 000 m d =384 000x103 md = 384 000 km La distance dT-L Terre-Lune est de 384 000 000 m soit 384 000 km.

Le son est une vibration qui se propage dans un milieu=> Pas de son dans le vide car il n'y a pas de milieu de propagation (espace = vide)

La vitesse de propagation s'exprime :v = d/t avec :v est la vitesse : exprimée en m/s (unité du système international, SI) ou en km/h (plus utilisée dans la vie courante)d est la distance parcourue par le son : exprimée en m (unité SI) ou en km (vie courante)t est le temps de trajet : exprimé en s (unité SI) ou en h (vie courante)La vitesse de propagation du son dépend du milieu :Vitesse du son dans l’air : v air = 340 m/sVitesse du son dans l'eau : v eau = 1480 m/sVitesse du son dans le verre : v verre = 5300 m/sLa vitesse de propagation du son, pour un milieu donné, dépend aussi de la température.

Le son peut être défini par sa fréquenceDéfinition : La fréquence du son est le nombre de vibrations du milieu qui a lieu par seconde. Elle est notée f et s’exprime en Hertz (Hz)Les humains peuvent entendre des sons avec des fréquences comprises entre 20 et 20 000 Hz

L'exposition au son peut comporter des dangers :Lorsque le son est trop fort, il y a un risque de perte d'auditionExemple : écouter la musique trop fortPour s'en prémunir, on peut utiliser des bouchons d'oreille ou un casque anti-bruit