PH 03ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES...
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PH 03 ONDES MECANIQUES
PROGRESSIVES PERIODIQUES
I-DOUBLE PERIODICITE
1-Exemples
• Corde, Cuve à onde : ondes mécaniques
progressives périodiques transversales
• Le vibreur mécanique effectue un mouvement
périodique dont la fréquence est f,
telle que f = 1/T
• T est la période des oscillations.
I-DOUBLE PERIODICITE
2-Onde progressive périodiquehttp://www.ostralo.net/3_animations/swf/onde_corde.swf
http://www.ostralo.net/3_animations/swf/cuve_ondes_circulaires.swf
L’onde se propage le long de la corde ou à la surface de l’eau : elle est dite progressiveelle est dite progressive
• Une observation stroboscopique permet d’obtenir une immobilité apparente : tous les points vibrent à la même fréquence que la source
Un phénomène est dit périodique lorsqu'il se reproduit identique à lui-même à intervalle de temps égaux
La périodicité temporelle T de l’onde est la durée au bout de
laquelle un point du milieu de propagation se retrouve dans le
même état.
Cette période T est égale à celle de la source ( vibreur).
I-DOUBLE PERIODICITE
3-longueur d’onde
La longueur d’onde, λ, est la distance qui sépare deux points possédant un état identique.
http://www.discip.crdp.ac-caen.fr/phch/lycee/terminale/onde/onde/onde.htm
λ s’exprime • λ s’exprime
en m.
La périodicité spatiale est la distance séparant deux points du
milieu de propagation qui vibrent en phase, c’est-à-dire dans
le même état ; c’est la longueur d’onde λ
I-DOUBLE PERIODICITE
4-Relation entre période spatiale et période temporelle
• La longueur d’onde λ est la distance parcourue
par l’onde pendant la période Tpar l’onde pendant la période T
• Le rapport λ/T a donc la dimension d’une
vitesse.
Donc λ = vxT ou encore λ = v/f
REMARQUES
• La fréquence f est caractéristique
d’une onde et ne dépend pas du milieu
• Mais la célérité v dépend du milieu
de propagationde propagation
DONC
la longueur d’onde λ dépend
du milieu de propagation
I-DOUBLE PERIODICITE
5-Longueur d’onde et mouvement des points du milieu
• 2 points d’un milieu vibrent en phase si la distance
qui les séparent est égal à un nombre entier de
longueur d’onde λ : d = k x λlongueur d’onde λ : d = k x λavec k entier naturel non nul k € N*
• 2 points d’un milieu vibrent en opposition de phase
si d est égal à un nombre entier impair (2k+1) de
demi-longueur d’onde : d = (2k+1) x λ/2
II-DISPERSION DES ONDES
Un milieu de propagation est dit dispersif
quand la célérité de l’onde périodique
dépend de sa fréquence.
Remarque
• Le roulement du tonnerre provient du fait que l’air est un milieu dispersif pour des ondes sonores de grande amplitude : l 'air chargé en
Un milieu est non dispersif quand la célérité de l’onde ne dépend pas de sa fréquence
sonores de grande amplitude : l 'air chargé en vapeur d'eau devient un milieu dispersif Les sons graves dans ce cas se propagent moins vite que les sons aigus :
Mais l’air n’est pas dispersif pour les ondes sonores habituelles. Tous les sons se propagent à la même vitesse dans l’air.
III-DIFFRACTION D’UNE ONDE
• Diffraction de la houle dans un port
1-Exemples
• Diffraction des ondes sonores
Si une porte est ouverte, on peut entendre
chanter une personne qui se promène dans le
couloir même si cette personne n'est pas visible.
III-DIFFRACTION D’UNE ONDE
2-Diffraction d’une onde plane par une fente
• Diffraction par une faible ouverture :
ℓ ≈ λ ou ℓ < λ
• Onde diaphragmée : ℓ >> λ
• Le phénomène de diffraction est d’autant plus
marqué que la dimension de l’ouverture ou
d’un obstacle est plus petite. http://www.acoustics.salford.ac.uk/feschools/waves/flash/diffractionslit.swf
• L’onde incidente et l’onde diffractée ont même
fréquence f et même célérité v donc même
longueur d’onde λ.
• Il y a perte de la directivité de l’ondehttp://gilbert.gastebois.pagesperso-orange.fr/java/diffraction/eau/diffraction.htm
Remarque
Ondes sonores
• Les basses fréquences sont plus diffractées
que les autres et c’est la raison pour laquelle
les graves portent mieux que les aigus.les graves portent mieux que les aigus.
• Voir : Pourquoi est-ce que loin d'un orchestre
de rue, j'entends seulement les basses?Site : Robert in space
Pour conclure
La diffraction est un phénomène
caractéristique des ondes
• On verra alors que la lumière se
comporte comme une onde.