Thème 2. Caractéristiques et propriétés des ondes

CHAPITRE IV. Caractéristiques des ondes

I. Ondes progressives

1. Les ondes progressives à une dimension

Une onde progressive à une dimension est une onde qui ne se propage que dans une seule direction. Les ondes mécaniques se propageant le long d’un ressort ou d’une corde ne se propagent que dans une seule direction : celle du ressort ou de la corde. Elles sont donc à une dimension.

Remarque : pour une onde progressive à deux dimensions, la perturbation se propage sur une surface (ex : goutte d’eau sur la surface de l’eau).

2. Retard, distance et célérité

- retard :

On considère une perturbation sur une corde, à l’instant ’, le front d’onde est en M ; à l’instant t’, il est en M’. La perturbation s’est propagée d’une distance d = MM’ durant l’intervalle de temps τ = t’- t. Le point M’ va reproduire exactement le même mouvement que le point M avec un retard τ.

- célérité :
La célérité ou vitesse de propagation d’une onde mécanique progressive est donnée par la relation : v=dτ avec v en m/s, et d en m et τ en s

II. Ondes périodiques, progressives, ondes sinusoïdales

1. Ondes sinusoïdales, période et fréquence

Une onde mécanique progressive est dite périodique si la perturbation qu’elle génère en un point du milieu se façon périodique.

Une onde progressive périodique est sinusoïdale si en chaque point du milieu la grandeur caractérisant la perturbation crée par l’onde est une fonction sinusoïdale du temps.

Exemple : la cuve à ondes

Vue de côté

La période T de l’onde est la durée au bout de laquelle un point du milieu de propagation se retrouve dans le même état. La période T d’un phénomène est le plus petit intervalle de temps au bout duquel le phénomène se reproduit identique à lui-même.

La fréquence physique de l’onde représente le nombre de fois que le phénomène se reproduit à l’identique en une seconde. f=1T avec f en Hz, et T en s

Représentation