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Chapitre II : Les ondes
I. Les ondes mécaniques
 Une perturbation est une modification
  temporaire d’un milieu.
 On appelle onde mécanique le phénomène
  de propagation d’une perturbation dans
  un milieu sans transport de matière mais
  avec transport d’énergie
 Contrairement aux ondes
  électromagnétiques, les ondes mécaniques
  ont besoin d’un milieu matériel pour se
  propager.
II. Propagation d’une onde
  1. Onde progressive à une dimension
 Une onde progressive est à une dimension si elle se propage
  selon un axe.

  2. Célérité
  On appelle la célérité d’une onde sa vitesse de propagation.
  C'est le rapport entre la distance d parcourue par l'onde et la
  durée δt du parcours.
                                   d
                                ν=
                                   δt
  ν en mètres par seconde (m.s-1) ; d en mètres (m) ; δt en
  secondes (s)
3. Retard




 La perturbation au point M', à l'instant t', est celle qui existait
  auparavant en un point M,
  à l'instant t = t' – τ avec τ étant appelé le retard.
 On a :
III. Les ondes mécaniques progressives périodiques
  1. Mouvement périodique
 Un mouvement périodique est un mouvement qui se répète à
  intervalles de temps égaux.
 La période d'un phénomène périodique est la durée au bout
  de laquelle le phénomène se répète identique à lui-même. On
  la note T et elle s'exprime en secondes (s).
 La fréquence d'un phénomène périodique représente le
  nombre de phénomènes effectués par seconde. On la note f,
  son unité est le hertz (Hz).
                                                 1
  La fréquence est l'inverse de la période : f =
                                                 T
2. Les vagues

 La houle est une onde mécanique progressive périodique.
 On parle de double périodicité,
   o il y a la période
     spatiale : distance entre
     deux vagues
   o et la période temporelle :
     la plus petite durée pour
     qu’une nouvelle vague
     arrive à un point du
     milieu.
IV. Onde progressive sinusoïdale
 Une périodicité temporelle de période T (en s).
 Une périodicité spatiale de période λ (en m) appelée longueur
  d’onde.
  La longueur d’onde est la longueur parcourue par l’onde
  pendant une durée égale à sa période.
 λ = ν.T = ν/f
  ν en m.s-1 ; T en s ; f en
  Hz ; λ en m

Remarque : Deux
maximas successifs sont
séparés de λ.
V. Les ondes sonores
  1. Entre musique et physique
 Un son se propage depuis une source de vibration par une
  compression-dilatation des tranches d’airs.

 Les sons sont caractérisés par
  leur fréquence, les ondes
  sonores sont donc des ondes
  mécaniques périodiques à trois
  dimensions.
 Une onde sonore est caractérisée par :
    o Sa hauteur, fréquence du son et
       fréquence du mode fondamentale
    o Son timbre, lié à la forme de la
       vibration et donc au nombre et à
       l’amplitude des fréquences
       harmoniques.
 Les fréquences harmoniques sont des
  multiples de la fréquence du mode
  fondamental.
2. Le niveau sonore
 Le niveau sonore, exprimé en décibel
  (dB) est lié à l’intensité sonore I par la
  formule :


  Où I0 = 10-12 W.m-2 est l’intensité sonore
  minimale que l’oreille peut percevoir.
 Lorsqu’on double l’intensité sonore, le
  niveau sonore augmente de 3 dB.


                            Le niveau sonore se mesure avec un sonomètre

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  • 1. Chapitre II : Les ondes I. Les ondes mécaniques  Une perturbation est une modification temporaire d’un milieu.  On appelle onde mécanique le phénomène de propagation d’une perturbation dans un milieu sans transport de matière mais avec transport d’énergie  Contrairement aux ondes électromagnétiques, les ondes mécaniques ont besoin d’un milieu matériel pour se propager.
  • 2. II. Propagation d’une onde 1. Onde progressive à une dimension  Une onde progressive est à une dimension si elle se propage selon un axe. 2. Célérité On appelle la célérité d’une onde sa vitesse de propagation. C'est le rapport entre la distance d parcourue par l'onde et la durée δt du parcours. d ν= δt ν en mètres par seconde (m.s-1) ; d en mètres (m) ; δt en secondes (s)
  • 3. 3. Retard  La perturbation au point M', à l'instant t', est celle qui existait auparavant en un point M, à l'instant t = t' – τ avec τ étant appelé le retard.  On a :
  • 4. III. Les ondes mécaniques progressives périodiques 1. Mouvement périodique  Un mouvement périodique est un mouvement qui se répète à intervalles de temps égaux.  La période d'un phénomène périodique est la durée au bout de laquelle le phénomène se répète identique à lui-même. On la note T et elle s'exprime en secondes (s).  La fréquence d'un phénomène périodique représente le nombre de phénomènes effectués par seconde. On la note f, son unité est le hertz (Hz). 1 La fréquence est l'inverse de la période : f = T
  • 5. 2. Les vagues  La houle est une onde mécanique progressive périodique.  On parle de double périodicité, o il y a la période spatiale : distance entre deux vagues o et la période temporelle : la plus petite durée pour qu’une nouvelle vague arrive à un point du milieu.
  • 6. IV. Onde progressive sinusoïdale  Une périodicité temporelle de période T (en s).  Une périodicité spatiale de période λ (en m) appelée longueur d’onde. La longueur d’onde est la longueur parcourue par l’onde pendant une durée égale à sa période.  λ = ν.T = ν/f ν en m.s-1 ; T en s ; f en Hz ; λ en m Remarque : Deux maximas successifs sont séparés de λ.
  • 7. V. Les ondes sonores 1. Entre musique et physique  Un son se propage depuis une source de vibration par une compression-dilatation des tranches d’airs.  Les sons sont caractérisés par leur fréquence, les ondes sonores sont donc des ondes mécaniques périodiques à trois dimensions.
  • 8.  Une onde sonore est caractérisée par : o Sa hauteur, fréquence du son et fréquence du mode fondamentale o Son timbre, lié à la forme de la vibration et donc au nombre et à l’amplitude des fréquences harmoniques.  Les fréquences harmoniques sont des multiples de la fréquence du mode fondamental.
  • 9. 2. Le niveau sonore  Le niveau sonore, exprimé en décibel (dB) est lié à l’intensité sonore I par la formule : Où I0 = 10-12 W.m-2 est l’intensité sonore minimale que l’oreille peut percevoir.  Lorsqu’on double l’intensité sonore, le niveau sonore augmente de 3 dB. Le niveau sonore se mesure avec un sonomètre