Les ondes mécaniques progressives périodiques : définition et caractéristiques - Maxicours

01 49 08 38 00 - appel gratuit de 9h à 18h (hors week-end)

Les ondes mécaniques progressives périodiques : définition et caractéristiques

Objectifs : Définir une onde progressive mécanique périodique et ses caractéristiques (périodes temporelle et spatiale). Définir une onde progressive mécanique périodique particulière : l’onde sinusoïdale et ses caractéristiques (période, fréquence et longueur d’onde).
1. Ondes progressives périodiques

Une onde progressive périodique est une onde mécanique qui est créée par une source qui a un mouvement périodique.
Cette onde est caractérisée par une double périodicité, temporelle et spatiale.

a. Période temporelle

Considérons la déformation du milieu provoquée par une onde périodique, à la source et en un point quelconque M de ce milieu, en fonction du temps.

 

 

A la source, on constate que le mouvement observé est périodique. Il est caractérisé par une période T (exprimée en seconde) qui correspond à la plus petite durée au bout de laquelle la perturbation se reproduit identique à elle-même.
La valeur de cette période caractérise la source.



Chaque point du milieu matériel a le même état vibratoire à des dates décalées d’un nombre entier de périodes. On dit que l’onde est périodique : yM(t) = yM(t + nT) avec n entier.

b. Période spatiale

On considère cette fois-ci le milieu à différents instants donnés (le milieu est figé comme sur un photographie) On obtient ainsi l’aspect du milieu à différents instants.



Aspect du milieu à différents instants

On observe que l’onde possède une périodicité dans l’espace, caractérisée par sa période spatiale.
Cette période, exprimée en mètre, est la plus petite distance séparant deux points du milieu matériel ou l’état de la perturbation est identique en tout point.
Elle caractérise l’onde.
La période spatiale est égale à VT (V = célérité de l’onde et T = période temporelle).

Remarque : deux points séparés d’une distance égale à un multiple de T ont le même mouvement au même moment. On dit qu’ils sont en phase.

 

c. Lignes d’onde

On appelle ligne d’onde (ou surface d’onde) une ligne (ou une surface) du milieu de propagation où l’état vibratoire de tous les points est le même à tout instant.

Si on considère une cuve à ondes dont le vibreur, de forme variable, est relié à un générateur à fréquence variable. La forme des ondes obtenues dépend de la forme du vibreur :

    • Si le vibreur est une lame, on observe des rides rectilignes :
      les lignes d’onde sont donc des droites. L’onde est dite rectiligne.
    • Si le vibreur est une pointe, on observe des rides circulaires :
      les lignes d’onde sont donc des cercles. L’onde est dite circulaire.

Dans un milieu tridimensionnel, avec une source ponctuelle, les surfaces d’ondes sont des sphères. L’onde est alors dite sphérique (c’est le cas des ondes sonores).

2. Ondes progressives sinusoïdales
a. Définition





Aspect du milieu (a) et mouvement (b) d’une onde progressive sinusoïdale

Les points M1 et M3 sont en phase, les points M1 et M2 sont en opposition de phase.
b. Fréquence

 

 

 

c. Longueur d’onde

 


Illustration animée : On dispose d'un chronometre pour évaluer la célérité de l'onde. On peut définir la période (fréquence) et la longueur d'onde dans le cas d'une excitation sinusoidale.

 

Comment as-tu trouvé ce cours ?

Évalue ce cours !

 

Découvrez
Maxicours

Des profs en ligne

Géographie

Des profs en ligne

  • 6j/7 de 17h à 20h
  • Par chat, audio, vidéo
  • Sur les 10 matières principales

Des ressources riches

  • Fiches, vidéos de cours
  • Exercices & corrigés
  • Modules de révisions Bac et Brevet

Des outils ludiques

  • Coach virtuel
  • Quiz interactifs
  • Planning de révision

Des tableaux de bord

  • Suivi de la progression
  • Score d’assiduité
  • Une interface Parents