PHYSIQUE Cours - Classe de seconde

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Santé - seconde
Chapitre 2: Ondes et applications médicales

Les ondes sonores et électromagnétiques

Qu'est -ce qu'une onde ?
Définition:  une onde correspond à la propagation d'une variation de grandeur physique .
Remarque: il n'y a cependant pas de déplacement de matière même si celle-ci peut-être déformée ou éloignée temporairement de sa position d'équilibre lors de la propagation.

Quelles sont les grandeurs physiques qui peuvent varier et engendrer une onde ?
Il peut s'agir simplement une déformation transversale comme dans le cas des vagues produites en mer sous l'effet du vent mais aussi lorsqu'une déformation se propage le long d'une corde ( ou un fouet par exemple ).
Il peut également s'agir  d'une variation de pression comme par exemple lors d'une explosion qui produit une supression se propageant dans l'air ( on parle alors d'onde de choc ).
D'autre grandeurs peuvent également se propager telles que les champs magnétiques ou les champs électriques.

Ondes sonores et phénomènes périodiques
Certaines ondes peuvent correspondre à des phénomènes périodiques. C'est systématiquement le cas pour des onde sonores ou  électromagnétiques mais pour la plupart des autres cela dépend de leur source: si cette dernière possède un mouvement ou une variation physique périodique alors l'onde engendrée l'est aussi et possède la même période et donc la même fréquence.

Les ondes peuvent-elles se propager dans le vide ?
Si la grandeur physique qui se propage est liée à un milieu matériel ( déformation, surpression etc ) alors celle-ci ne peut pas se propager dans le vide.
En particulier les ondes sonores ne peuvent se propager  que dans l'air, un liquide ou dans un solide.
Le vide spatial, par exemple, ne permet pas de communiquer par la voix ( personne ne vous entendra crier ! ) et une explosion ( même celle d'une étoile ) ne produit aucun son.

Les ondes sonores
Une onde sonore correspond à la propagation dans un milieu matériel d'une surpression produite de manière périodique par la vibration d'une corde vocale, d'une membrane de haut parleur ou de tout autre objet.
L'oreille humaine est en général capable de percevoir des sons dont la fréquence est comprise entre  20 hertz et 20 kilohertz. Les faibles fréquences correspondent à des son graves et les fréquences élevées à des sons aigus.
Pour des fréquences inférieures à 20 Hz  on parle d'infrasons tandis que pour des fréquences supérieures à 20 kHz il s'agit d'ultrason.
La vitesse de propagation du son dépend du milieu matériel:  dans l'air elle est de 340 m/s, dans l'eau douce de 1430 m/s et dans l'acier de 5700 m/s

Les ondes électromagnétiques
Une onde électromagnétique correspond à propagation de champs électriques et magnétiques. Ces dernier n'ayant pas besoin de support matériel pour exister les ondes électromagnétiques peuvent se propager aussi dans le vide que dans certaines matières. Il existe plusieurs types d'ondes électromagnétique selon la fréquence:
- De 3,5 x 1014 Hz à 7.5x 1014 Hz les onde électromagnétiques correspondent à de la lumière visible
- En desous de cet interval de fréquence on trouve ensuite  les infrarouges,  les micro-ondes et les ondes radios.
- Au delà cet interval il y a les ultraviolets, les rayons X et les rayons gamma.

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