T S / PHYSIQUE-CHIMIE

Transcription

1 T S / PHYSIQUE-CHIMIE OBSERVER, ONDES ET MATIERES Chapitre 1 : Ondes et particules, supports d information

2 I. Les ondes dans l Univers A/ Les rayonnements Un rayonnement est une transmission d énergie impliquant une onde ou une particule. L analyse des rayonnements de l Univers permet de comprendre celui-ci. Il faut noter que les rayonnements de l Univers interagissent avec l atmosphère avant leur arrivée sur Terre, ainsi leur étude est «faussée». On peut s affranchir de ses interactions avec des détecteurs embarqués dans des satellites, télescopes (Hubble).

3 I. Les ondes dans l Univers B/ Types et sources de rayonnement On distinguera deux types de rayonnement : - Ceux liés aux flux de particules (électrons, neutrinos, ) - Le rayonnement électromagnétique (infrarouges, ultraviolets, rayons X, )

4 I. Les ondes dans l Univers C/ Ondes mécaniques Une onde mécanique se propage dans un milieu matériel avec transport d énergie mais sans transport de matière. Exemples : la houle, les ondes sonores. Echelle de Richter et conséquences : Autre exemple : les ondes sismiques : ces ondes sont détectées à l aide d un sismomètre qui permet d enregistrer le déplacement de la Terre. On calcule alors une magnitude sans unité, généralement sur l échelle de Richter (échelle logarithmique ouverte). Une autre échelle : échelle de Mercalli.

5 I. Les ondes dans l Univers D/ Ondes électromagnétiques Une onde électromagnétique ne nécessite pas de milieu matériel pour se propager. Exemples : les ondes radio, la lumière visible.

6 II. Propagation des ondes A/ Célérité La vitesse de propagation d une onde est appelée célérité : on divise la distance parcourue d par le temps Δt nécessaire pour effectuer le parcours. La célérité s exprime en m.s -1. v = d / t B/ Direction On parle de direction de l onde pour le sens de propagation de la perturbation, celle-ci peut être à 1, 2 ou 3 dimensions : Une dimension --> la perturbation se propage dans une seule direction (exemple : onde le long d une corde)

7 II. Propagation des ondes Deux dimensions --> l onde se propage dans un plan (exemple : caillou jeté dans l eau, une onde se forme à la surface) Trois dimensions --> l onde se propage en trois dimensions (exemple : onde sonore) C/ Retard Le retard est le temps mis par l onde pour parcourir une distance Δx : τ = Δx v avec τ en s, Δx en m et v en m.s -1

8 III. Ondes progressives périodiques A/ Mouvement périodique On appelle mouvement périodique un mouvement qui se répète à l identique à des intervalles de temps réguliers. On nomme période la durée séparant deux répétitions identiques. On nomme fréquence le nombre de période dans une seconde d où : f = 1 T avec T en s, et f en s-1 ou Hz (hertz) T Temps (s)

9 III. Ondes progressives périodiques B/ Onde progressive périodique Une onde progressive périodique correspond à la propagation d une perturbation dans un milieu matériel, avec transport d énergie mais sans transport de matière. C/ Périodicité spatiale / Longueur d onde Une onde possède une périodicité temporelle T (vue précédemment) mais aussi une période spatiale notée λ (lambda). λ On a : Distance (m) λ = v x T avec λ en m, v en m.s -1 et T en s

10 III. Ondes progressives périodiques Exercice Voici une courbe correspondant à une onde (avec 1 grand carreau = 10 ms) se propageant à 2,73 x 10 8 m.s -1. Déterminer sa période puis calculer sa longueur d onde.

11 III. Ondes progressives périodiques Corrigé T La période est de 2 carreaux or 1 carreau = 10 ms d où T = 20 ms = 20 x 10-3 s Et on a λ = v x T = 2,73 x 10 8 x 20 x 10-3 = 5,46 x 10 6 m Soutien scolaire Besançon