Exercice 2 — Sons, ultrasons et diffraction

Énoncé

Les ondes sonores audibles par l'oreille humaine ont une fréquence comprise entre $20\,\text{Hz}$ et $20\,\text{kHz}$. Au-delà de $20\,\text{kHz}$, il s'agit d'ultrasons, inaudibles par l'Homme mais perçus par certains animaux (chauves-souris, dauphins, baleines).

1. La célérité des ondes sonores dans l'air vaut $340\,\text{m} \cdot \text{s}^{-1}$ dans les conditions ordinaires de température. Déterminer le domaine de longueur d'onde des sons audibles.
2. On dirige vers une fente une onde ultrasonore de fréquence $24\,\text{kHz}$.
   • 2-1. Quelle est la célérité des ultrasons dans l'air ?
   • 2-2. Calculer l'ordre de grandeur de la largeur d'une fente permettant de mettre en évidence la diffraction.
   • 2-3. Sur cette même fente, on dirige une onde ultrasonore de fréquence $2\,\text{MHz}$. La diffraction est-elle mise en évidence ? Justifier.

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