Séquence 1
Ondes et matière
Problématique
Des sources « froides » (rayonnement cosmologique, nuages interstellaires, corps solides, etc.) aux plus « chaudes » (étoiles et sources associées), en passant par les sources composites comme les galaxies, l’Univers est empli d’émetteurs électromagnétiques sur tout le spectre, qui interagissent avec l’atmosphère terrestre. Cette interaction, qui dépend du domaine spectral considéré, conditionne la nature de l’instrument d’observation, son support technologique et son altitude (du sol à l’extérieur de l’atmosphère).
L’Homme sait également fabriquer des sources de rayonnement sur l’ensemble du spectre, dans le visible, mais aussi dans les domaines radio, infrarouge et ultraviolet notamment. Les photons associés aux ondes électromagnétiques, les particules élémentaires (électrons, protons, neutrinos, etc.), ou composites (noyaux, atomes, molécules) sont, à côté des ondes électromagnétiques et mécaniques, des supports précieux d’information.

Sommaire
1. Prérequis
2. Ondes et particules
3. Caractéristiques des ondes
4. La diffraction
5. Les interférences
6. L’effet Doppler
7. Pour clore la séquence

Séquence 1 – SP02

1

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1 Prérequis
A

Signaux périodiques et ondes
1. Signaux périodiques (niveau 2nde)
Un signal est dit périodique lorsqu’une partie de celui-ci, le motif, se répète identique à lui-même au cours du temps.

Exemple d’une tension électrique périodique : u(V) Période T

Umax
1
t (s)
0,25

1

Umin
MOTIF

Grandeurs physiques caractérisant un signal périodique : ț La période T en secondes (s) : c’est la durée du motif. ț La fréquence Sen hertz (Hz) : elle est égale au nombre de motifs par seconde.
Période et fréquence d’un signal périodique sont reliées par la formule :

T=

1 T : période en secondes (s)

ν  ν : fréquence en Hertz (Hz)

2. Ondes sonores et ondes électromagnétiques
(niveau 2nde et 1re S)
Dans notre environnement, nous émettons et recevons des ondes qui apportent
avec