III) Les ondes mécaniques périodiques Les phénomènes ondulatoires

III) Les ondes mécaniques périodiques

Les phénomènes ondulatoires

1) Cas général• Comment pourrait-on définir les ondes ci-

dessous ?

1) Cas général• Comment pourrait-on définir les ondes ci-

dessous ?

1) Cas général• Comment pourrait-on définir les ondes ci-

dessous ?

1) Cas général• Comment pourrait-on définir les ondes ci-

dessous ?

1) Cas général• Comment pourrait-on définir les ondes ci-

dessous ?

1) Cas général• Comment pourrait-on définir les ondes ci-

dessous ?

1) Cas général

• Une onde mécanique périodique est constituée par la répétition d’une perturbation dans l’espace et dans le temps.

• Le mouvement de la source est répétitif.

2) Onde sinusoïdale• Voici une onde sinusoïdale :

2) Onde sinusoïdale• Quelles sont les grandeurs

pertinentes qui permettent de décrire une telle onde mécanique ?

2) Onde sinusoïdale

• Remarque : chaque point de l’onde effectue un mouvement répétitif, celui de la source. Deux points sont dits « en phase » lorsqu’ils effectuent en même temps le même mouvement.

2) Onde sinusoïdale

• Fréquence :

2) Onde sinusoïdale

• Fréquence : nombre de répétitions du phénomène oscillatoire par seconde. Se mesure en Hertz, Hz.

2) Onde sinusoïdale

• Période :

2) Onde sinusoïdale

• Période : durée entre deux passages successifs par le même état vibratoire (c’est-à-dire même position et même vitesse).

Se mesure en seconde ou en ses multiples ou sous-multiples.

2) Onde sinusoïdale

• Période : plus la période est grande, plus la fréquence est petite.

Mathématiquement :

2) Onde sinusoïdale

• Période : plus la période est grande, plus la fréquence est petite.

Mathématiquement :

avec f en Hz et T en s.

2) Onde sinusoïdale

• Longueur d’onde :

2) Onde sinusoïdale

• Longueur d’onde : distance minimale entre deux points de même état vibratoire, entre deux points qui vibrent en phase.

Se mesure en m ou en ses multiples ou sous-multiples.

2) Onde sinusoïdale

• Amplitude :

2) Onde sinusoïdale

• Amplitude : écart maximal de la position à la valeur moyenne.

L’unité dépend de la grandeur suivie (élongation d’une corde, hauteur d’eau, pression de l’air pour le son, etc.)

2) Onde sinusoïdale

• Propriétés : *quelle est la distance parcourue par une onde pendant une durée égale à une période ?

2) Onde sinusoïdale

• Propriétés : *quelle est la distance parcourue par une onde pendant une durée égale à une période ?

Une longueur d’ondeλ = v.Tm

m.s-1 s

2) Onde sinusoïdale

• Propriétés : **quelle est donc la relation entre célérité, fréquence et longueur d’onde ?

2) Onde sinusoïdale

• Propriétés : **quelle est donc la relation entre célérité, fréquence et longueur d’onde ?

v = λ . fm.s-

1

mHz

3) Comment une onde sinusoïdale se comporte-t-elle

lorsqu’elle rencontre un obstacle ?

3) Comment une onde sinusoïdale se comporte-t-elle

lorsqu’elle rencontre un obstacle ?

3) Comment une onde sinusoïdale se comporte-t-elle

lorsqu’elle rencontre un obstacle ?

3) Comment une onde sinusoïdale se comporte-t-elle

lorsqu’elle rencontre un obstacle ?

40 Hz

3) Comment une onde sinusoïdale se comporte-t-elle

lorsqu’elle rencontre un obstacle ?

40 Hz

3) Comment une onde sinusoïdale se comporte-t-elle

lorsqu’elle rencontre un obstacle ?

40 Hz

3) Comment une onde sinusoïdale se comporte-t-elle

lorsqu’elle rencontre un obstacle ?

3) Comment une onde sinusoïdale se comporte-t-elle

lorsqu’elle rencontre un obstacle ?

On appelle diffraction le changement de direction de propagation d’une onde lors de la rencontre d’un obstacle.

3) Comment une onde sinusoïdale se comporte-t-elle

lorsqu’elle rencontre un obstacle ?

Lorsqu’une onde sinusoïdale de longueur d’onde λ rencontre une fente de largeur a, deux cas sont possibles : -si a est du même ordre de grandeur ou inférieure à λ, le phénomène de diffraction a lieu

-si a est bien supérieure à λ, le phénomène de diffraction est très peu marqué.

4) La célérité des ondes superficielles dépend-elle de

leur fréquence ?

4) La célérité des ondes superficielles dépend-elle de

leur fréquence ?

8 λ

4) La célérité des ondes superficielles dépend-elle de

leur fréquence ?

4) La célérité des ondes superficielles dépend-elle de

leur fréquence ?

4) La célérité des ondes superficielles dépend-elle de

leur fréquence ?

4) La célérité des ondes superficielles dépend-elle de

leur fréquence ?

Lorsque la célérité d’une onde dépend de sa fréquence, on dit que le milieu de propagation de l’onde est dispersif. Le phénomène est la dispersion.