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Chapitre 2 : Caractéristiques des ondes
1) Ondes progressives1.1. Définition
SOS vidéo
• t = 0 s : Un objet heurte la surface libre d’un liquide au point S.
SP
SP
Voir doc. 1.
• Formation d’une
perturbation au point S qui devient le point source S.
SP
SP
• La perturbation atteint le point P de la surface, qui comme un bouchon, se met à osciller au passage de cette perturbation.
SP
SP
• La perturbation atteint le point P de la surface, qui comme un bouchon, se met à osciller au passage de cette perturbation.
SP P
P
SOS vidéo
SOS animation
Une onde progressive est le phénomène …
Elle s’accompagne d’un …
Pour les ondes mécaniques, la perturbation est …
Pour les ondes électromagnétiques, c’est une perturbation des …
Voir doc. 2.
Champ électrique.
Champ magnétique.
: longueur d’onde.
Doc. 2 : Ondes électromagnétiques (polarisées).
M1 M2
t1
Doc. 3 : Retard et vitesse de propagation
1.2. Retard
M1 M2
t1 t2
Doc. 3 : Retard et vitesse de propagation
1.2. Retard
M1 M2
t1 t2
Doc. 3 : Retard et vitesse de propagation
1.2. Retard
Le retard entre les points M1 et M2 est …
1.3. Vitesse de propagation v ou c
Elle se détermine, pour un milieu homogène par …
On l’appelle aussi …
M1 M2
t1 t2
M1M2
Exemples :
vson =
conde electromagnétique =
1.4. Superposition d’ondesSOS vidéo
1.4. Superposition d’ondes
Lors du croisement de deux ondes …
SOS vidéo
Voir doc. 4.
2) Les ondes progressives sinusoïdales2.1. Définition
Une onde progressive est périodique lorsque …
Voir doc. 5.
Elle est qualifiée de sinusoïdale si, …Voir doc. 6.
On a alors :
s(t) =
2.2. La double périodicité2.2.1. La périodicité temporelle
La périodicité temporelle T est donc …
La fréquence f correspond …
On a donc :
f =
La période T et donc la fréquence f sont imposées …
Soit S la source d’une onde transversale sinusoïdale de période temporelle T
La double périodicité des ondes
S
1T2T3T4T5T
Soit S la source d’une onde transversale sinusoïdale de période temporelle T
La double périodicité des ondes
S
1T2T3T4T5T
Soit M un point placé à la distance d de la source sur la direction de propagation de l’onde
M
d
1T2T3T4T5T
Le point M reproduit le mouvement de la source avec la même période T mais avec un retard < T
Soit S la source d’une onde transversale sinusoïdale de période temporelle T
La double périodicité des ondes
S
1T2T3T4T5T
Déplaçons le point M jusqu’à ce que le retard soit égal à T
M
d
1T2T3T4T
Le point M vibre en phase avec la source.
On appelle période spatiale ou longueur d’onde la distance qui sépare alors le point M de la source.
Soit S la source d’une onde transversale sinusoïdale de période temporelle T
La double périodicité des ondes
S
1T2T3T4T5T
Tous les points situés à une distance de la source multiple de la longueur d’onde vibrent en phase avec un retard multiple de la période T
M
1T2T3T4T
N
1T2T3T
P
1T2T
2.2.2. La périodicité spatiale
La longueur d’onde (ou périodicité spatiale) est …
2.2.3. Relation entre période T, longueur d’onde et vitesse de propagation v
Observation de 2 photos aux instants t1 et t2 :
MP
M PPHOTO 1 à l’instant t1
V
S
MP
M PPHOTO 2 à l’instant t2
V
S
Il semble que rien n’ai changé entre les deux instants. Les points M et P se retrouvent aux sommets des vaguelettes.
La durée écoulée entre les deux clichés est donc égale à une période temporelle T du phénomène ondulatoire
Colorions, par la pensée, une vaguelette (on colorie « l’énergie » !).
On obtient aux instants t1 et t2 :
MP
M PPHOTO 1 à l’instant t1
V
S
MP
M PPHOTO 2 à l’instant t2 = t1 + T
V
S
La distance parcourue par une vaguelette entre ces deux clichés est égale à une longueur d’onde .
On en déduit donc que la relation entre la périodicité temporelle T et la longueur d’onde (ou périodicité spatiale) est :
Ce que l’on peut « voir » ici :
Lien vers ondes circulaires
Exercice : Un diapason produit la note La3 en vibrant à la fréquence F de 440 Hz.
1.Quelle est la longueur d'onde de cette onde sonore produite dans l'air où la célérité du son est égale à 340 m.s–1.2.quelles sont les distances séparant deux couches d'air vibrant en phase ?
La longueur d’onde est …
Remarque :
Pour une onde électromagnétique visible, la couleur perçue est associée …
Lorsqu’une onde change de milieu, la fréquence et la période …
FIN
