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Vidéo question :: Comparaison des densités des milieux de propagation des ondes lumineuses Physique • Deuxième secondaire

La figure montre les fronts d’onde de quatre ondes lumineuses identiques se déplaçant dans l’eau puis passant dans quatre autres matériaux. Quel matériau est le plus dense ? Quel matériau a une densité plus proche de la densité de l’eau ? Quel matériau a une densité inférieure à celle de l’eau ?

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Transcription de la vidéo

La figure montre les fronts d’onde de quatre ondes lumineuses identiques se déplaçant dans l’eau puis passant dans quatre autres matériaux. Quel matériau est le plus dense ? Quel matériau a une densité plus proche de la densité de l’eau ? Quel matériau a une densité inférieure à celle de l’eau ?

Sur notre figure, nous voyons les fronts d’onde de ces ondes lumineuses représentés par une série de droites parallèles. Chacune des quatre ondes lumineuses se déplace dans l’eau, puis interagit avec l’un des quatre matériaux. La manière dont un matériau donné affecte cette onde lumineuse peut être vue par l’espacement des fronts d’ondes dans ce matériau. Nous voyons que pour certains matériaux, les fronts d’onde sont plus compressés, alors que pour d’autres, ils sont plus espacés.

Dans la première partie de notre question, nous voulons identifier lequel de ces quatre matériaux (A) (B), (C) ou (D) est le plus dense. Pour nous aider à comprendre cela, rappelons que lorsqu’une onde se déplace dans un milieu plus dense, sa longueur d’onde diminue. Sur notre figure, une longueur d’onde diminuée apparaîtrait avec des fronts d’onde plus proches les uns des autres. Par conséquent, le matériau dans lequel les fronts d’onde sont les plus proches est le matériau le plus dense. En comparant les espacements entre les fronts d’onde dans (A), (B), (C) et (D), nous voyons que les fronts successifs sont séparés par la plus petite distance dans le matériau (B). Par conséquent, le matériau (B) est le plus dense.

Par la suite, nous voulons maintenant déterminer quel matériau a une densité très proche de la densité de l’eau. Ce sera le matériau parmi les quatre où la séparation du front d’onde dans ce matériau est la plus similaire à la séparation du front d’onde dans l’eau. Bien qu’aucun des matériaux ne semble avoir une séparation de front d’onde exactement égale à la séparation des ondes et de l’eau, le matériau (C) semble être le plus proche. Parce que la distance entre les longueurs d’onde successives change le moins lorsque l’onde passe de l’eau au matériau (C) parmi tous les matériaux, nous savons que le matériau (C) a une densité la plus proche de la densité de l’eau.

Enfin, considérons quel matériau a une densité inférieure à celle de l’eau. Si, au fur et à mesure qu’une onde se déplace dans un milieu plus dense, sa longueur d’onde diminue, alors, de même, lorsqu’une onde se déplace dans un milieu moins dense, sa longueur d’onde augmente. Cette augmentation de la longueur d’onde entraînera un espacement accru entre les fronts d’onde successifs. Le matériau dans lequel les fronts d’onde successifs sont clairement séparés par une distance plus grande que la distance de séparation du front d’onde dans l’eau est le matériau (D). C’est donc notre réponse à la dernière partie de notre question. Le matériau de densité inférieure à l’eau est le matériau (D).

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