Chapitre 11 : Vitesse de propagation des signaux (p. 206)
I. Propagation des signaux lumineux et sonores
1. Vitesse de la lumière
La lumière se propage dans le vide et les milieux transparents à une vitesse extrêmement élevée :
$c \approx 300\text{ }000\text{ km/s} = 3 \times 10^8\text{ m/s}$
2. Vitesse du son
Le son a besoin d'un milieu matériel et se propage beaucoup plus lentement :
$v_{\text{son}} \approx 340\text{ m/s dans l'air à }20^\circ\text{C}$
II. Applications et calculs de distance
1. Calcul de distance par un signal
Un signal franchit la distance $d$ pendant la durée $t$ à la vitesse $v$ : $d = v \times t$.
Principe de l'écho et de la télémétrie : Si le signal fait un aller-retour, la distance de l'obstacle est $d = \frac{v \times t}{2}$.
Points importants (L'essentiel du cours)
Vitesse de la lumière dans le vide/air : $3 \times 10^8\text{ m/s}$.
Vitesse du son dans l'air : $340\text{ m/s}$.
La vitesse de la lumière est environ $1$ million de fois plus grande que celle du son (ex. : éclair vu avant d'entendre le tonnerre).
Ce que l'élève doit savoir et savoir-faire
Savoirs (Connaissances) :
Connaître les ordres de grandeur des vitesses de la lumière et du son.
Comprendre le décalage temporel entre la perception d'un signal lumineux et d'un signal sonore.
Savoir-faire (Capacités) :
Calculer une distance ou une durée en utilisant $d = v \times t$.
Résoudre un problème de télémétrie (aller-retour de signal).