PHYSIQUE Cours - Classe de terminale S

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Observer - Terminale S
Chapitre 2: Caractéristiques des ondes progressives

Les ondes progressives périodiques sinusoïdales

Les ondes progressives périodiques
Une onde progressive est dite périodique si la perturbation qui la caractérise se répète à intervalles de temps réguliers appelés  périodes et notés T.
Une onde ne peut être périodique que si sa source est elle-même périodique.
Comme tous les phénomènes périodiques, une telle onde est aussi caractérisée par sa fréquence f qui peut être calculée à partir de la relation suivante:
f =  1         avec T en seconde (s)
      T                  f en Hertz ( Hz )

Exemples d'ondes progressives périodiques
- Le son est produit par les vibrations périodiques d'un solide, de cordes vocales ou d'une membrane de haut parleur. Il est caractérisé par sa fréquence ( une fréquence élevée correspond à un son aigu tandis qu'une fréquence faible correspond à un son grave )
- Si l'extrémité d'une corde est levée puis abaissée à un rythme régulier alors les perturbations qui s'y propagent forment une onde progressive périodique.

Points en phase d'une onde progressive
Si deux points de l'espace subissent des perturbations qui ont même valeur et varient dans le même sens alors on dit qu'ils sont en phase.
Exemple: dans le cas d'une onde périodique à une dimension qui se propage le long d'une corde on dit que deux points sont en phase si l'élongation de la corde est la même avec une variation dans le même sens ( les deux s'abaissent ou ils s'élèvent )

Points en phase sur une corde qui ondule

Sur la corde ci-contre:
- Les points A et D sont en phase
- Les points B et E sont en phase
- Les points C et F sont en phase

La longueur d'onde d'une onde progressive périodique
La longueur d'onde peut être définie deux manières:
- Il s'agit de la distance qui sépare deux points en phase consécutifs ( qui se suivent )
- Il s'agit aussi de la distance sur laquelle se propage une perturbation pendant une durée correspondant à une période.
Comme pour les ondes électromagnétiques la longueur d'onde se note avec la lettre grecque λ ( lambda ) et peut être calculée avec les relations suivantes:
λ = v x T      ou   λ  =   v            avec  λ en mètre ( m )
                                   f                       v ( célérité de l'onde ) en mètre par seconde ( m . s-1 )
                                                           T en seconde ( s )
                                                            f  en hertz ( Hz)

Les ondes progressives périodiques sinusoïdales
Une onde progressive est dite sinusoïdale si les variations de la perturbation se font en suivant la fonction mathématiques sinus. On peut identifier ce type de fonction à partir du graphe comportant une alternance de " vagues " positives et négatives.

onde progressive périodique sinusoïdale

Exemple de représentation de la grandeur physique liée à une onde progressive périodique sinusoïdale

 

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