III) Les ondes mécaniques périodiques

Présentation au sujet: "III) Les ondes mécaniques périodiques"— Transcription de la présentation:

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 s m.s-1

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

40 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.