Synthèse • Dossier 19 • Page 1
Les ondes
1. QU’EST QU’UNE ONDE?
C’est une perturbation qui se propage sous forme d’ondulations à travers la matière ou dans le vide. Lorsqu’une onde est
interrompue après une seule ondulation, on parle d’impulsion.
2. LES CARACTÉRISTIQUES D’UNE ONDE
Graphique d’une onde effectuant un cycle toutes les 0,2 secondes.
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Creux
Point le plus bas
de l’onde
Crête
Point le plus élevé
de l’onde
Cycle
Correspond à une impulsion.
Un cycle est accompli lorsque
le motif de l’onde commence
à se répéter.
Point d’équilibre
Point de l’onde situé à égale distance du creux et de la crête
•Après le passage d’une onde, toute matière rencontrée reprend sa position initiale.
•L’énergie qui déplace momentanément la matière au passage d’une onde est emportée avec cette dernière.
•Une onde s’éloigne de sa source d’émission et se propage dans tous les sens qui lui sont accessibles.
3. LES PROPRIÉTÉS QUALITATIVES D’UNE ONDE
Les propriétés qualitatives d’une onde sont en lien avec la façon dont elle déplace la matière sur sa trajectoire.
a) Les ondes transversales
Une onde transversale déplace la matière perpendiculairement à son sens de propagation.
b) Les ondes longitudinales
Une onde longitudinale déplace la matière parallèlement à son sens de propagation.
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Propriétés Symboles Définitions Unités
de mesure
Équations
(se référer à l’illustration
du no2 pour les exemples)
Fréquence fNombre de cycles
par seconde
Hertz
(Hz)
Se calcule à partir de la période.
Ex.:
f=
f=
f = 5,0 Hz
1
0,20 s
1
T
Vitesse
de propagation
vDistance parcourue
par unité de temps
Mètre
par seconde
(m/s)
Se calcule avec la longueur d’onde et
la période, ou avec la longueur d’onde
et la fréquence.
Ex.:
v= ou v= f
v= ou v = 1,00 m 5,0 Hz
v = 5,0 m/s
1,00 m
0,20 s
T
Amplitude ADistance qui sépare
le point d’équilibre de
la crête ou du creux
Mètre
(m)
Aucune
Ex.:
A = 0,25 m
Longueur
d’onde
Distance qui sépare
2 cycles consécutifs
Mètre
(m)
Se calcule en soustrayant les positions
de 2 crêtes ou de 2 creux consécutifs.
Ex.:
= 1,75 m 0,75 m = 1,00 m
Période TTemps requis pour
effectuer un cycle
complet
Seconde
(s)
Aucune
Ex.:
T = 0,20 s
4. LES PROPRIÉTÉS QUANTITATIVES D’UNE ONDE
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a) Les ondes sonores selon leur fréquence
5. LES TYPES D’ONDES
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Ondes Déplacements Trajectoires Exemples
Mécanique Uniquement dans
la matière
Transversale: Déplace la matière perpen-
diculairement à son sens de propagation.
Vague
Longitudinale: Déplace la matière
parallèlement à son sens de propagation.
Son
Électromagnétique Dans la matière et dans
le vide
Transversale: Perturbe la matière ou
le vide perpendiculairement à son sens
de propagation.
Lumière
6. LES ONDES SONORES
•Les ondes sonores sont des ondes mécaniques longitudinales.
•La vitesse du son dépend de la température et de la matière dans laquelle il se propage.
•Pour en trouver l’amplitude, il suffit de mesurer la moitié d’une zone de compression (voir illustration ci-dessous).
CycleZone de
dilatation
Zone de
compression
Longueur
d’onde ()
Amplitude
(A)
Infrasons Fréquences audibles
par l’humain Ultrasons
< 20 De 20 à 20 000 > 20 000Fréquences (Hz)
Plus la fréquence d’une onde sonore est élevée,
plus le son est aigu.
b) L’échelle des décibels (dB)
Outil permettant de déterminer avec précision l’intensité des sons, principalement ceux qui sont perçus par l’oreille humaine.
Pour chaque augmentation de 10 dB, le son perçu est 10 fois plus intense (p. ex.: La voix humaine standard est de 60 dB. Elle
est donc 100 fois plus faible qu’un son de 80 dB.)
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Produites au cours de réactions
nucléaires et dangereuses
pour l’humain
Spectre de la
lumière visible
Provoquent des coups de Soleil
Utilisées en radiologie
Permettent la vision
Émises par des objets chauds
Utilisées par les fours
à micro-ondes et les
téléphones cellulaires
Utilisées par les récepteurs radio
et les téléviseurs
Violet
Indigo
Bleu
Vert
Jaune
Orange
Rouge
(UV)
(IR)
7. LES ONDES ÉLECTROMAGNÉTIQUES
•Les ondes électromagnétiques sont des ondes transversales.
•Dans le vide, la vitesse de la lumière est de 3,00 108m/s. Dans l’air, sa vitesse ne diminue que légèrement; on peut la
considérer comme presque identique.
•On peut calculer la longueur d’une onde électromagnétique à partir de sa fréquence:
=
•Plus la fréquence d’une onde électromagnétique est élevée, plus l’onde transporte d’énergie.
•Pour les ondes visibles, plus leur amplitude est élevée, plus l’intensité de la lumière perçue est forte.
Le spectre électromagnétique
Outil classant les types d’ondes électromagnétiques selon leur fréquence et leur longueur d’onde.
v
f
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8. L’INTERACTION DE LA LUMIÈRE AVEC LA MATIÈRE
a) La réflexion
Phénomène qui se produit lorsque la lumière «rebondit» à la surface d’un objet.
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Normale (N)
Droite perpendiculaire
à la surface réfléchissante
Surface réfléchissante
Rayon incident
Rayon lumineux qui atteint
la surface réfléchissante
Rayon réfléchi
Rayon lumineux renvoyé par
la surface réfléchissante
i) Les types de réflexion
La réflexion peut être diffuse ou spéculaire.
Types Définitions Exemples
Diffuse Elle se produit lorsque des rayons lumineux atteignent une surface
irrégulière. Les rayons sont alors dirigés dans plusieurs directions,
de façon désordonnée.
Spéculaire Elle se produit lorsque les rayons lumineux atteignent une surface
lisse. Les rayons sont alors dirigés dans une direction unique. C’est
la réflexion spéculaire qui nous permet de voir des images.
ii) Les lois de la réflexion spéculaire
1re loi 2eloi
Le rayon incident, la normale et le rayon réfléchi sont
tous dans le même plan.
L’angle du rayon incident (angle incident
i
) est toujours
égal à l’angle du rayon réfléchi (angle de réflexion
r
).
NN
Rayon
incident Plan d’incidence
Rayon réfléchi
Surface réfléchissante Représentation d’un miroir plan
i
r
6
7
1
/
7
100%
