Cours N°2 Ondes mécaniques progressives périodiques Cours de soutien Physique et Chimie 2éme bac inter, filière sciences mathématiques A et B biof PDF
Cours de soutien Physique et Chimie 2éme bac inter, filière Sciences Physiques et SVT biof PDF
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Cours physique chimie: Résumé Ondes mécaniques progressives périodique - soutien scolaire
1- L’onde mécanique progressive périodique
1-1 Définition
Une onde progressive est dite périodique si l’évolution temporelle de chaque point du milieu de propagation est périodique.Exemple: le son émis par l’instrument musique est une onde progressive périodique.
1-2 La double périodicité temporelle et spatiale
- L’onde mécanique progressive périodique se caractérise par une périodicité temporelle dont la grandeur physique caractéristique est la période T , c’est la durée minimale nécessaire pour qu’un point du milieu retrouve le même état de vibration.- L’onde mécanique progressive périodique se caractérise aussi par une périodicité spatiale, c’est la distance constante, séparant deux motifs identiques consécutifs.
2- L’onde mécanique progressive sinusoïdale
2-1 Définition d’une onde sinusoïdale
Une onde mécanique progressive périodique est dite sinusoïdale si l’évolution temporelle de la source peut être associée à une fonction sinusoïdale.Exemple: - Le son émis par le diapason est une onde progressive sinusoïdale.
- L’extrémité de la lame du vibreur génère une onde progressive sinusoïdale qui se propage le long de la corde.
2-2 Caractéristiques de l’onde sinusoïdale
a- Longueur d’onde
La longueur d’onde `\lambda ` est la distance séparant deux points consécutifs du milieu de la propagation présentant le même état vibratoire.L’unité de `\lambda ` dans le système international est le mètre (m).
Les points M1 , M2 et M3 présentent le même état vibratoire, on dit qu’ils vibrent en phase.
En générale:
- Si `MM^{'}=k\lambda ` on dit que M et M' vibrent en phase.
- Si `MM^{'}=(2k+1)\frac{\lambda }{2} ` on dit que M et M' vibrent en opposition de phase.
b- La période et la fréquence
- La période T est la durée nécessaire pour que l’onde parcours une distance égale à `\lambda`- La fréquence N est le nombre de périodes par unité de temps. Nous écrivons:`N= \frac{1}{T}`
L’unité de N dans le système international est le Hertz (Hz)
c- Célérité d’une onde sinusoïdale
Pendant la période T l’onde parcours la distance `\lambda `.Donc nous écrivons: `v=\frac{\lambda }{T}=\lambda N`
3- Le phénomène de diffraction
Lorsqu’une onde progressive sinusoïdale traverse une ouverture de largeur a ou lorsqu’elle rencontre un obstacle de largeur a, il peut y avoir une modification de la structure de l’onde si la largeur a vérifie certaines conditions.- Premier cas: la largeur a de l’ouverture (fente) est grande par rapport à la longueur d’onde `\lambda` `(a> > \lambda )` : l’onde est arrêtée par l’obstacle et se propage sans modification à travers la fente on dit que l’onde est diaphragmée par la fente. (fig. a)
- Deuxième cas: la largeur a de la fente est de même ordre de grandeur ou inférieure que la longueur d’onde `\lambda` de l’onde (a\leq \lambda ) : l’onde plane est transformée en une onde circulaire centrée sur l’ouverture qui se propage dans une large partie du milieu au-delà de la fente. (Il n’y a plus de "zone d’ombre" derrière l’obstacle). On dit que l’onde est diffractée par la fente (fig. b).