Chapitre 1: Présentation des ondes

Les deux types d'ondes

Il existe deux types principaux d'ondes :

  • les ondes mécaniques sont des perturbations qui se propagent dans un milieu matériel élastique.

son, onde sismique, vague...

  • les ondes électromagnétiques peuvent se propager sans support matériel.

onde lumineuse, radio, UV, IR...

Les ondes électromagnétiques

Les ondes électromagnétiques se propagent avec une vitesse avoisinant celle de la lumière, soit près de 300 000 kilomètres par seconde.

c=3,00×108 ms1c=3,00 \times 10^{8}\ m\cdot s^{-1}

Célérité de la lumière

En réalité, on ne devrait pas parler de vitesse, mais de célérité de la lumière, car il s'agit d'une onde. Il s'agit d'une constante physique universelle dont la valeur exacte est 299 792 458 m/s.

Spectre des ondes électromagnétiques

EM Spectrum Properties edit fr.svg
By Inductiveload, NASA. Translation by Berru (talk) - self-made, information by NASA Based off of File:EM_Spectrum3-new.jpg by NASA The butterfly icon is from the P icon set, P biology.svgThe humans are from the Pioneer plaque, Human.svgThe buildings are the Petronas towers and the Empire State Buildings, both from Skyscrapercompare.svg, CC BY-SA 3.0, Link

À connaître : sources d'ondes électromagnétiques.

  • Source UV : étoile chaude
  • Source IR : étoile froide
  • Source radio : galaxie, fond diffus de l'univers

Les ondes progressives

Onde progressive

Une onde progressive est un phénomène de propagation d'une perturbation sans transport de matière, mais avec transport d'énergie.

Onde sur une corde

Célérité et retard

La vitesse de propagation d'une onde est appelée célérité.

Le retard τABτ_{AB} est la durée nécessaire pour qu'une perturbation se propage d'un point A à un point B.

D'après la formule de la vitesse:

τAB=ABv\tau_{AB}=\frac{AB}{v}

Notations

  • τAB\tau_{AB}: retard de l'onde entre les points A et B en ss.
  • ABAB: distance entre les points A et B en mm.
  • vv: célérité de l'onde en ms1m\cdot s^{-1}

copie d'écran de l'animation https://phet.colorado.edu pour illustrer la notion de retard

Calculer une célérité en utilisant le retard

Calculer la célérité de l'onde dans la succession d'images ci-dessus.