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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.
