Faites des vagues avec un robinet qui coule, un haut-parleur audio ou un laser! Ajustez la fréquence et l'amplitude et observez les effets. Écoutez le son produit par le haut-parleur et découvrez ce qui détermine la couleur de la lumière.
15.1 ondes mécaniques progressives
Une onde consiste en la propagation d’une perturbation de proche en proche dans un milieu → un point perturbé entraîne son voisin dans la perturbation (ex : ola dans un stade).
Dans cette propagation, il n’y a pas de déplacement de matière, mais transport d’énergie. (ex : bouchon pêcheur ⬄ énergie potentielle de pesanteur)
Dans le vide les ondes mécaniques ne se propagent pas, contrairement aux ondes électromagnétiques.
Dans cette propagation, il n’y a pas de déplacement de matière, mais transport d’énergie. (ex : bouchon pêcheur ⬄ énergie potentielle de pesanteur)
Dans le vide les ondes mécaniques ne se propagent pas, contrairement aux ondes électromagnétiques.
La propagation se fait à partir de la source et dans toutes les directions qui lui sont offertes par la présence de matière (solide, liquide ou gaz). Une onde progressive à une dimension ne se propage que dans une seule direction.
lorsque deux ondes se croisent, elles continuent à se propager après leur rencontre sans modification dans le cas où les déplacements engendrés par le passage de la perturbation restent faibles. Cette propagation dépend de la rigidité du milieu (une onde mécanique se propage plus rapidement dans un milieu solide que dans un milieu gazeux), et de son inertie, propriété liée à la masse (= peu de réactivité, opposition d’un corps à un changement de son mouvement,).
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Ondes transversales
la perturbation est perpendiculaire à la direction de la propagation (corde secouée, vague…) |
Ondes longitudinales
la perturbation est parallèle à la direction de la propagation (ressort pincé, son…) |
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célérité v (m.s-1) d’une onde : vitesse de propagation de la perturbation. v = Δx / Δt . Elle est constante dans un milieu homogène.
retard Δt (s) : durée mise par une onde progressive à une dimension pour se propager avec la célérité v sur une distance Δx à partir de la source.
retard Δt (s) : durée mise par une onde progressive à une dimension pour se propager avec la célérité v sur une distance Δx à partir de la source.
15.2 ondes mécaniques progressives périodiques
Phénomène périodique : phénomène qui se reproduit identique à lui-même à intervalles de temps réguliers.
Une source produisant une perturbation périodique génère une onde mécanique périodique. Celle-ci a une période temporelle identique à celle de la source
Une source produisant une perturbation périodique génère une onde mécanique périodique. Celle-ci a une période temporelle identique à celle de la source
période T (s) : temps minimum pour que le phénomène se reproduise identique à lui-même
A un instant donné, on observe que, à distances régulières, le milieu est identiquement déformé : il s’agit d’une périodicité spatiale.
longueur d'onde λ (m) : distance la plus petite au bout de laquelle le milieu de propagation se retrouve dans le même état.
A un instant donné, on observe que, à distances régulières, le milieu est identiquement déformé : il s’agit d’une périodicité spatiale.
longueur d'onde λ (m) : distance la plus petite au bout de laquelle le milieu de propagation se retrouve dans le même état.
Une onde progressive périodique est dite sinusoïdale si, en chaque point M du milieu, l’onde est une fonction sinusoïdale du temps.
Soit T (s) sa période.
fréquence ν (nu) ou f (Hz) : le nombre de fois que le phénomène se répète par seconde : f = 1 / T
Durant une période T, l'onde parcourt une longueur d'onde λ : v = λ / T = λ x f
Soit T (s) sa période.
fréquence ν (nu) ou f (Hz) : le nombre de fois que le phénomène se répète par seconde : f = 1 / T
Durant une période T, l'onde parcourt une longueur d'onde λ : v = λ / T = λ x f