Chapitre 2 : Caractéristiques des ondes

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1 Chapitre 2 : Caractéristiques des ondes

2 Ondes progressives 1.1. Définition
SOS vidéo

3 Voir doc. 1. t = 0 s : Un objet heurte la surface libre d’un liquide au point S. S P P S

4 Formation d’une perturbation au point S qui devient le point source S. S P P S

5 La perturbation atteint le point P de la surface, qui comme un bouchon, se met à osciller au passage de cette perturbation. S P

6 La perturbation atteint le point P de la surface, qui comme un bouchon, se met à osciller au passage de cette perturbation. S P P P

7 SOS vidéo

8 SOS animation

9 Une onde progressive est le phénomène …
Elle s’accompagne d’un … Pour les ondes mécaniques, la perturbation est …

10 Pour les ondes électromagnétiques, c’est une perturbation des …
Voir doc. 2. Pour les ondes électromagnétiques, c’est une perturbation des …

11 Doc. 2 : Ondes électromagnétiques (polarisées).
Champ électrique. Champ magnétique. l : longueur d’onde. Doc. 2 : Ondes électromagnétiques (polarisées).

12 Doc. 3 : Retard et vitesse de propagation
1.2. Retard t Doc. 3 : Retard et vitesse de propagation t1 M1 M2

13 Doc. 3 : Retard et vitesse de propagation
1.2. Retard t Doc. 3 : Retard et vitesse de propagation t1 t2 M1 M2

14 Doc. 3 : Retard et vitesse de propagation
1.2. Retard t Doc. 3 : Retard et vitesse de propagation t1 t2 M1 M2 Le retard entre les points M1 et M2 est …

15 1.3. Vitesse de propagation v ou c
On l’appelle aussi … M1 M2 t1 t2 M1M2 Elle se détermine, pour un milieu homogène par …

16 Exemples : vson = conde electromagnétique =

17 1.4. Superposition d’ondes
SOS vidéo

18 1.4. Superposition d’ondes
SOS vidéo Voir doc. 4. Lors du croisement de deux ondes …

19 2) Les ondes progressives sinusoïdales 2.1. Définition
Une onde progressive est périodique lorsque … Voir doc. 5.

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21 Elle est qualifiée de sinusoïdale si, …
Voir doc. 6. Elle est qualifiée de sinusoïdale si, …

22 On a alors : s(t) =

23 2.2. La double périodicité 2.2.1. La périodicité temporelle
La périodicité temporelle T est donc … La fréquence f correspond … On a donc : f = La période T et donc la fréquence f sont imposées …

24 La double périodicité des ondes
Soit S la source d’une onde transversale sinusoïdale de période temporelle T 3T 2T 5T 4T 1T S

25 La double périodicité des ondes
Soit S la source d’une onde transversale sinusoïdale de période temporelle T Soit M un point placé à la distance d de la source sur la direction de propagation de l’onde Le point M reproduit le mouvement de la source avec la même période T mais avec un retard t < T 5T 4T 2T 3T 1T 3T 2T 5T 4T 1T S M d

26 La double périodicité des ondes
Soit S la source d’une onde transversale sinusoïdale de période temporelle T Déplaçons le point M jusqu’à ce que le retard soit égal à T Le point M vibre en phase avec la source. On appelle période spatiale ou longueur d’onde l la distance qui sépare alors le point M de la source. 4T 5T 2T 3T 1T 2T 3T 4T 1T S M d l

27 La double périodicité des ondes
Soit S la source d’une onde transversale sinusoïdale de période temporelle T Tous les points situés à une distance de la source multiple de la longueur d’onde l vibrent en phase avec un retard multiple de la période T 4T 5T 2T 3T 1T 3T 4T 2T 1T 3T 2T 1T 2T 1T S M N P 3 l 2 l l

28 2.2.2. La périodicité spatiale
La longueur d’onde l (ou périodicité spatiale) est …

29 2.2.3. Relation entre période T, longueur d’onde l et vitesse de propagation v
Observation de 2 photos aux instants t1 et t2 :

30 PHOTO 1 à l’instant t1 M P P M V S

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32 PHOTO 2 à l’instant t2 M P P M V S Il semble que rien n’ai changé entre les deux instants. Les points M et P se retrouvent aux sommets des vaguelettes. La durée écoulée entre les deux clichés est donc égale à une période temporelle T du phénomène ondulatoire

33 Colorions, par la pensée, une vaguelette (on colorie « l’énergie » !).
On obtient aux instants t1 et t2 :

34 PHOTO 1 à l’instant t1 M P P M V S

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36 PHOTO 2 à l’instant t2 = t1 + T
M P l P M V l S La distance parcourue par une vaguelette entre ces deux clichés est égale à une longueur d’onde l. On en déduit donc que la relation entre la périodicité temporelle T et la longueur d’onde l (ou périodicité spatiale) est :

37 Ce que l’on peut « voir » ici :
Lien vers ondes circulaires

38 La longueur d’onde l est …
Exercice : Un diapason produit la note La3 en vibrant à la fréquence F de 440 Hz. Quelle est la longueur d'onde de cette onde sonore produite dans l'air où la célérité du son est égale à 340 m.s–1. quelles sont les distances séparant deux couches d'air vibrant en phase ?

39 Remarque : Pour une onde électromagnétique visible, la couleur perçue est associée … Lorsqu’une onde change de milieu, la fréquence et la période …

40 FIN

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