Fiche de synthèse

Pages: 10 (2313 mots) Publié le: 3 mai 2010
Chapitre II
Ondes mécaniques progressives périodiques

Rappels
1. Mouvement périodique
Définitions
 Un mouvement périodique est un mouvement qui se répète à intervalles de temps égaux.
 La période d'un phénomène périodique est la durée au bout de laquelle le phénomène se répète identique à lui-même. On la note T et elle s'exprime en secondes (s).
 La fréquence d'un phénomènepériodique représente le nombre de phénomènes effectués par seconde. On la note généralement f, son unité est le hertz (Hz). La fréquence est l'inverse de la période:
f
= 1
________________________________________
T

avec
f: fréquence du phénomène en hertzs (Hz)
T: période du phénomène en secondes (s)
2. Stroboscopie
2.1. Principe de la stroboscopie


Le disque fait untour complet entre deux éclairs

Soit Te la période des éclairs du stroboscope.
Si Te=k.T (avec k entier naturel), l'objet semble immobile.

Remarque: La valeur la plus faible de la période des éclairs qui donne l'immobilité est égale à la période du phénomène.

I. Comment caractériser une onde sonore progressive périodique ?
a. Exemples dans la vie courante d’ondes mécaniquesprogressives périodiques
- Les vagues de houle
o Propagation à la surface de l’eau
- Les marées
o origine : action gravitationnelle de la Lune et du Soleil
o Période T = 12 h 25 minutes (entre deux pleines mers)
- Une note de musique

Le point commun entre ces exemples est le fait qu’ils se répètent identiquement à eux mêmes à intervalles de temps égaux.
b. Rappel :
On a vu que le son est uneonde mécanique progressive. Soit le son (une onde) émise par un instrument de musique ou par un diapason :
- on va étudier son évolution dans le temps (évolution temporelle)
- et son évolution dans l’espace (évolution spatiale)
1. Périodicité temporelle d’une onde sonore:
1. Problématique :
Comment mettre en évidence la périodicité temporelle d’une onde?
2. Activité :
Comment étudier uneonde sonore périodique, en un point de l’espace ?
2.1. Expérience:
Mise en évidence expérimentale. (ex : doc 1 p40)

Un instrument de musique (ex : un diapason) joue une note continue.
Un microphone capte le son émis par ces instruments de musique
Un Oscilloscope est relié au microphone : il permet de visualiser le signal sonore.
2.2. Observation:
On peut lire sur l’oscilloscope unecourbe périodique de période T dont la fréquence est fonction du son émis. Cette courbe est une sinusoïdale

2.3. Interprétation:
 La source S (l’instrument de musique) communique à l’air des vibrations périodiques.
 Il n’en suit alors une apparition de zones de compression-et-de dilatation.
 Cela se traduit par des variations de la pression de l’air qui se propagent jusqu’à la membranedu microphone.
 Ceci provoque une apparition de tension variable aux bornes du microphone.
 Cette tension est visualisée par l’oscilloscope en une sisnusoïdale
2.4. Conclusion:
 Un son émis par un instrument de musique (ou par un diapason) se propage sous forme d’une onde mécanique progressive périodique.
 Une onde périodique est caractérisée par sa période (T) ou sa fréquence (v) . La période temporelle de l’onde progressive périodique est la plus courte (la plus petite) durée au bout de laquelle le phénomène se reproduit identique à lui-même. (C’est la durée au de laquelle un point du milieu de propagation se retrouve dans le même état vibratoire). Elle est notée (T) et s’exprime en seconde (s).
 La fréquence « v » de l’onde est telle que v = 1/T {T s’exprime en s, et ven Hertz (Hz)}
2. Périodicité spatiale d’une onde sonore:
1. Problématique :
Comment mettre en évidence la périodicité spatiale d’une onde?
2. Activité :
On va étudier une onde sonore périodique au même moment, en différents points de l’espace .
2.1. Expérience:
On reprend l’expérience précédente avec 2 microphones, avec un haut parleur relié à u générateur Basse Fréquence (BF...
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