Mesure de distances avec le son et la lumière – 4ème – Exercices avec les corrections

Exercices avec les corrections pour la 4ème : Mesure de distances avec le son et la lumière

Chapitre 3 – Mesure de distances avec le son et la lumière  

  • Thème 4 : Des signaux pour observer et communiquer
  • Module 8-Les signaux lumineux et sonores

Consignes pour ces exercices :

Exercice 01 :
• Seule une petite partie de ces rayonnements est perçue par l’œil humain : on parle de lumière ……………. Elle s’étale de la lumière …. (4×1014 Hz) à la lumière ………. (8×1014 Hz).

• Au-delà du violet, on trouve les …………….. présents par exemple dans le rayonnement émis par le Soleil. En deçà du rouge, on trouve les ………… émis par les corps chauds ou les télécommandes.

• La lumière possède une vitesse appelée ……….. et environ égale à : c ≈ ……..dans le vide ou dans l’air.

• Elle dépend du ………….

Exercice 02 :
Un sondeur, dans un bateau, sert à mesurer la profondeur d’eau sous le bateau.
Il fonctionne en émettant des signaux qui sont renvoyés par le sol sous-marin et reviennent vers le bateau sous forme d’un écho.
Comme on connaît la vitesse du signal émis par le sondeur, cela permet d’évaluer la distance.
Le temps mesuré correspond au trajet aller-retour du signal.
Le signal émis par le sondeur se déplace à la vitesse de 1 430 m/s.

1. Le sondeur détecte un écho de 3.6 secondes. Quelle est la profondeur sous le bateau ?

2. Quelle est la durée t de l’écho pour une profondeur de 100 mètres ?

Exercice 03 :
La distance entre le Soleil et la Terre est d=150 millions de km.
1. Écrire d en notation scientifique, on garde pour unité les km.
2. Convertir d en m.
3. Calculer le temps t que met la lumière pour aller du Soleil jusqu’à la Terre.

Exercice 04
L’étoile la plus proche de notre Soleil est Proxima Centaure. Elle se trouve à une distance d=4,3 a.l.
1. Quand la lumière émise par l’étoile arrive jusqu’à la Terre, depuis combien de temps voyage-t-elle dans l’Univers ?
2. Convertir la distance d en m puis en km.

Exercice 05
L’année-lumière (symbole : a.l) est une unité de distance qui correspond à la distance parcourue par la lumière en une année.
1. Détermine la valeur d’ 1 a.l. en kilomètre. Tu prendras 1 an = 365,25 jours et c = 299 792 458 m/s.
2. Pourquoi les astronomes préfèrent-ils cette unité par rapport aux mètres pour mesurer des distances dans l’espace ?
3. Voici l’ordre de grandeur de quelques distances en astronomie. Transforme-les en années-lumière :
a) diamètre du système solaire : environ 109 km
b) distance à la galaxie la plus proche : environ 1019 km
4. La lumière d’un objet situé à une année-lumière de nous met 1 an à nous parvenir.
a) L’étoile Pollux de la constellation des Gémeaux est située à 34 a.l. de la Terre. En combien de temps la lumière émise par cette étoile nous parvient-elle ?
b) Une des étoiles de la constellation d’Orion est apparue en 1956 aux astronomes. Elle n’avait jamais été observée auparavant parce qu’elle n’était pas encore née. Elle est située à 1 800 a.l. de la Terre. En quelle année cette étoile est-elle réellement née ?

Dans ce chapitre 3 consacré à la « Mesure de distances avec le son et la lumière », vous trouverez également :

  • Cours
  • La lumière, messager du passé: Activité documentaire
  • La vitesse de la lumière: Activité documentaire
  • La distance Terre-Lune: Démarche d’investigation
  • Une chauve-souris et sa proie : Tâche complexe

 



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