onde mécanique progressive: popagation d'une perturbation dans un milieu matériel sans transport de matière.

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1 Partie I : Propagation d'une onde. Ondes progressives Chapitre 1: Ondes mécaniques progressives I Ondes mécaniques progressives 1. Définition onde mécanique progressive: popagation d'une perturbation dans un milieu matériel sans transport de matière. 2. Célérité d'une onde expression v: célérité en m.s-1 d: distance parcourue en m τ: durée en s 3. Deux types d'ondes onde transversale: La direction de propagation de la perturbation est perpendiculaire au déplacement temporaire de matière onde longitudinale: La direction de propagation de la perturbation est parallèle au déplacement temporaire de matière II Ondes sonores 1. Qu'est ce qu'une onde sonore? * propagation d'une onde sonore: milieu matériel * ondes longitudinales

2 2. Célérité du son ex: v= 340m.s -1 III Propriété des ondes mécaniques 1. propagation de l'onde dans toutes les dirrections offertes 2. Célérité dépend du milieu et de son état 3. Transmission de matière transfert d'énergie sans transport de matière 4. Croisement de 2 ondes croisement sans se perturber IV Ondes mécaniques progressives à une dimension 1. Définition ex: ondes ultrasonores: onde mécanique se propageant le long de la corde 2. Notion de retard retard [τ] = T

3 V Ondes mécaniques progressives périodiques 1. Onde doublement périodique * périodicité temporelle période T(s) = la plus petite durée au bout de laquelle le phénomène se répète identiquement période T de l'onde identique à celle de la source * période spatiale C'est la plus petite distance de répétition de l'onde 2. Ondes mécaniques progressives sinusoïdales * période et fréquence fréquence: nombre de fois que le phénomène se répète f en Hz T en s * longueur d'onde C'est la plus petite distance séparant 2 points vibrant en phase notée λ (en m) λ correspond au déplacement de l'onde pendant T

4 λ en m v en m.s -1 T en s f en Hz Remarque: λ caractéristique du milieu? v dépend du milieu f ne dépend pas du milieu λ dépend du milieu f est caractéristique de l'onde mais pas λ VI Diffraction 1. Mise en évidence * Cuve à ondes onde progressive plane: ligne de crête rectiligne onde progressive circlaire: ligne de crête circulaire * Expérience: diffraction voir p50 a λ ou a < λ * Définition diffraction : obstacle ou ouverture se comportant comme la source d'ondes progressives

5 onde diffractée et ondes incidente ont: même longueure d'onde même fréquence 2. Influence de la largeur de la fente Plus la largeur de la fente (a) est petite, plus la diffraction est marqué VI Dispersion eau: la célérité v dépend de f => c'est un milieu dispersif milieu non dispersif: célérité des ondes ne dépend pas de la fréquence

6 Chapitre 2: Modèle ondulatoire de la lumière I Diffraction de la lumière 1. Diffraction d'un faisceau laser par une fente voir tp n 2 sur la diffraction La fente diffracte la lumière dans une direction perpendiculaire à la fente. La difraction est d'autant plus marquée que la largeur de la fente est petite. coeff directeur En conclusion: θ: écart angulaire en radian λ: longueur d'onde en m a: largeur de la fente en m

7 2. Difraction d'un faisceau laser par un fil même résultat qu'avec une fente 3. Diffraction en lumière blanche expérience avec un réseau Le réseau permet la décomposition de la lumière par diffusion => spectre II Propagation de la lumière dans le vide 1. Nature ondulatoire de la lumière Les ondes mécaniques peuvent être diffractée. La lumière peut-être diffractée. La lumière est une onde qui se propage, elle est de type électromagnétique. 2. Célérité de la lumière Dans le vide, et pratiquement dans l'air, la célérité de la lumière m.s -1 C = m.s -1

8 3. Longueur d'onde et fréquence * Longueur d'ondes lumineuses m m.s -1 s Hz * Fréquences f f r f v La fréquence d'une onde lumineuse est la même dans tous les milieux transparents. 4. Lumières monochromatique et polychromatique -monochromatique: une seul longueur d'onde ex: laser -monochromatique: une seul longueur d'onde ex: lumière blanche

9 III Propagation de la lumière dans les milieux transparents 1. Indice de réfraction d'un milieu C: célérité de la lumière dans le vide v: célérité de la lumière dans le milieu n: indice du mileu pour l'air: n=1,0 pour l'eau: n=1,3 2. Dispersion de la lumière blanche ex: lumière blanche à travers un prisme => spectre de la lumière blanche monochromatique. La dispersion de la lumière blanche = décomposition en lumière 3. Interprétation air verre spectre L'indice du milieu dépend de la fréquence de la lumière. => Milieu dispersif