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III) Les ondes mécaniques périodiques Les phénomènes ondulatoires.

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1 III) Les ondes mécaniques périodiques Les phénomènes ondulatoires

2 1) Cas général • Comment pourrait-on définir les ondes ci- dessous ?

3 1) Cas général • Comment pourrait-on définir les ondes ci- dessous ?

4 1) Cas général • Comment pourrait-on définir les ondes ci- dessous ?

5 1) Cas général • Comment pourrait-on définir les ondes ci- dessous ?

6 1) Cas général • Comment pourrait-on définir les ondes ci- dessous ?

7 1) Cas général • Comment pourrait-on définir les ondes ci- dessous ?

8 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.

9 2) Onde sinusoïdale • Voici une onde sinusoïdale :

10 2) Onde sinusoïdale • Quelles sont les grandeurs pertinentes qui permettent de décrire une telle onde mécanique ?

11 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.

12 2) Onde sinusoïdale • Fréquence :

13 2) Onde sinusoïdale • Fréquence : nombre de répétitions du phénomène oscillatoire par seconde. Se mesure en Hertz, Hz.

14 2) Onde sinusoïdale • Période :

15 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.

16 2) Onde sinusoïdale • Période : plus la période est grande, plus la fréquence est petite. Mathématiquement :

17 2) Onde sinusoïdale • Période : plus la période est grande, plus la fréquence est petite. Mathématiquement : avec f en Hz et T en s.

18 2) Onde sinusoïdale • Longueur d’onde :

19 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.

20 2) Onde sinusoïdale • Amplitude :

21 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.)

22 2) Onde sinusoïdale • Propriétés : *quelle est la distance parcourue par une onde pendant une durée égale à une période ?

23 2) Onde sinusoïdale • Propriétés : *quelle est la distance parcourue par une onde pendant une durée égale à une période ? Une longueur d’onde λ = v.T m m.s -1 s

24 2) Onde sinusoïdale • Propriétés : **quelle est donc la relation entre célérité, fréquence et longueur d’onde ?

25 2) Onde sinusoïdale • Propriétés : **quelle est donc la relation entre célérité, fréquence et longueur d’onde ? v = λ. f m.s -1 m Hz

26 3) Comment une onde sinusoïdale se comporte-t-elle lorsqu’elle rencontre un obstacle ?

27

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29 40 Hz

30 3) Comment une onde sinusoïdale se comporte-t-elle lorsqu’elle rencontre un obstacle ? 40 Hz

31 3) Comment une onde sinusoïdale se comporte-t-elle lorsqu’elle rencontre un obstacle ? 40 Hz

32 3) Comment une onde sinusoïdale se comporte-t-elle lorsqu’elle rencontre un obstacle ?

33 On appelle diffraction le changement de direction de propagation d’une onde lors de la rencontre d’un obstacle.

34 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.

35 4) La célérité des ondes superficielles dépend-elle de leur fréquence ?

36 8 λ

37 4) La célérité des ondes superficielles dépend-elle de leur fréquence ?

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40 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.


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