Les ondes mécaniques - publié le 10/10/2011

Résumé du document

Chapitre 1 : Les ondes mécaniques progressives

I) Différents types d'ondes mécaniques progressives

1) Définition

On appelle onde mécanique progressive, le phénomène de propagation d'une perturbation dans un milieu matériel sans transport de matière.

- Ce phénomène peut être observé dans tout milieu matériel : solide, liquide ou gazeux.
- Quand cette perturbation est constituée d'une succession d'oscillations, on parlera de train d'onde.

2) Ondes transversales

Une onde est dite transversale quand la direction de la perturbation est orthogonale à la direction de la propagation de l'onde.

3) Les ondes longitudinales

Une onde est dite longitudinale quand la direction de la perturbation est parallèle à celle de propagation.

4) Célérité d'une onde

La célérité d'une onde mécanique progressive est la distance parcourue par seconde par la perturbation crée dans un milieu de propagation.

[...] Chapitre 2 : Les ondes mécaniques progressives périodiques

Une onde doublement périodique

1) Notion d'onde mécanique progressive périodique

- La période T d'un phénomène périodique est la plus courte durée au bout de laquelle le phénomène se reproduit identique à lui-même.

- Une onde mécanique progressive est qualifiée de périodique si en un point donné quelconque du milieu, l'onde au cours du temps est périodique.

2) Périodicité temporelle de l'onde : T

La durée qui sépare l'arrivée de deux perturbations successives en un point est appelée période temporelle, notée T.

T : caractéristique de la source qui crée l'onde progressive

3) Périodicité spatiale

La période spatiale est la distance parcourue par l'onde en une période temporelle T.
= distance qui sépare deux perturbations consécutives (...)

Extraits

[...] - Ce phénomène peut être observé dans tout milieu matériel : solide, liquide ou gazeux. - Quand cette perturbation est constituée d'une succession d'oscillations, on parlera de train d'onde. Ondes transversales Une onde est dite transversale quand la direction de la perturbation est orthogonale à la direction de la propagation de l'onde. Les ondes longitudinales Une onde est dite longitudinale quand la direction de la perturbation est parallèle à celle de propagation. Célérité d'une onde La célérité d'une onde mécanique progressive est la distance parcourue par seconde par la perturbation crée dans un milieu de propagation. [...]

[...] distance qui sépare deux perturbations consécutives. II- Ondes progressives mécaniques sinusoïdales Toute onde période est une superposition d'ondes sinusoïdales Définition Une onde mécanique progressive sinusoïdale est une perturbation crée en un point S (source) tel que son élongation US soit une fonction sinusoïdale du temps. US = f avec f = fonction sinusoïdale Si une onde est mécanique progressive sinusoïdale ; alors ; l'élongation US de la source S est une fonction sinusoïdale du temps. US = A sin = A sin T : période temporelle : fréquence t : variable temps élongation du point M d'abscisse x à la date t : UM = A sin A : élongation maximale (en T : période temporelle de l'onde mécanique progressive sinusoïdale (en x : abscisse du point M (en v : célérité de l'onde (en m.s-1) Période et fréquence de l'onde sinusoïdale Une onde mécanique progressive sinusoïdale est périodique de période T car : UM = UM La fréquence représente le nombre de fois où le phénomène se répète en 1s, c'est-à-dire le nombre de périodes en 1s. [...]

[...] Notion de retard La perturbation reste identique au cours de son déplacement. La seule différence est la position de la perturbation (à t : en M à t + : en M2) retard ; (en d (en = M1M2 v (en m.s-1) : célérité de l'onde dans un milieu non dispersif III- Propriétés du déplacement d'un mobile et du déplacement d'une onde front d'onde : ensemble des points atteints à une même date par l'onde Chapitre 2 : Les ondes mécaniques progressives périodiques Une onde doublement périodique Notion d'onde mécanique progressive périodique La période T d'un phénomène périodique est la plus courte durée au bout de laquelle le phénomène se reproduit identique à lui-même. [...]

[...] : en m v : en m.s-1 : en Hz T : en s III- Diffraction Mise en évidence expérimentale : en radian : longueur d'onde de l'onde incidente a : dimension de l'obstacle ou de la fente et a ont la même unité Conclusion On appelle diffraction l'ensemble des phénomènes qui accompagnent la propagation d'une onde après interaction avec un système matériel dont la dimension est comparable à la longueur d'onde . IV- Le phénomène de dispersion Un milieu de propagation est dispersif quand la célérité de propagation d'une onde périodique dépend de sa fréquence. [...]