Vidéo : Onde progressive

Une onde mécanique progressive, c’est une perturbation qui se propage de proche en proche, sans transport de matière, mais avec transport d’énergie.

Des vagues à la surface de l’eau, … une onde sonore,  … ou une onde sismique sont des exemples d’ondes progressives à 2 ou 3 dimensions.

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Cette simulation illustre le cas particulier d’une onde progressive à une dimension: La perturbation générée par la source se retrouve un endroit plus loin … un instant plus tard.

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Nous mesurons ici que l’onde atteint l’abscisse 0.8m avec un retard de 4s. Nous en déduisons « v »  la vitesse de l’onde, aussi nommée célérité.

Sa valeur est une propriété du milieu de propagation.

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Si maintenant la source d’excitation est périodique, alors l’onde qui se propage est une onde progressive périodique.

Étudions l’onde sinusoïdale. Elle se caractérise par une double périodicité :

• Une périodicité spatiale qui s’appelle la longueur d’onde,
• et une périodicité temporelle qui est sa période. 

 

Pour mesurer la longueur d’onde, figeons le temps et mesurons la longueur qui sépare deux sommets consécutifs.

… Nous constatons aussi que deux points distants d’une longueur d’onde vibrent en phase.

Pour déterminer la période, figeons x, et suivons la vibration d’un seul point.

Le temps que met la boule rouge pour effectuer un cycle est la période.

Notons que la période est aussi le temps mis par l’onde pour parcourir la distance λ.

Nous pouvons donc en déduire la vitesse de l’onde v=λ/T ou encore λ.f si nous introduisons la fréquence f, inverse de la période, exprimée en Hertz.