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Les ondes transportent l’énergie et l’information. Elles sont indispensables à notre vie, notre vision… mais elles peuvent aussi être très dangereuses. 1. Les ondes électromagnétiques Grandeurs La période T : « durée » du motif d’une onde. (Unité : la seconde) La fréquence f : nombre de motifs en une seconde. o f 1 1 T (Unité : le Hertz) T f La longueur d’onde : « longueur » du motif de l’onde. o f c c (Unité : le mètre) f La célérité C : vitesse de l’onde dans le milieu de propagation. (Unité : m.s 1 ) La célérité de la lumière dans le vide : C 3*108 m.s 1 Les différentes ondes électromagnétiques (m) f (H z ) Onde 10 30cm Ondes radio 109 à 1012 1mm à 30cm Micro-ondes 1012 à 1014 0,8 m à 1 mm Infrarouges 1014 à 1015 0, 4 m à 0,8 m Visibles 1015 à 1016 10nm à 0,4 m Ultraviolets 1016 à 1020 5 pm à 10 nm Rayons X 1020 5 pm Rayons gamma 9 Caractéristiques Elles sont générées par des courants de haute fréquence. Elles sont utilisées pour la TV, radio, satellite,… Elles sont générées par des courants à très haute fréquence. Elles sont utilisées pour chauffer l’eau ou pour la téléphonie : GSM/Wi-fi. Ce sont les radiations émises par la chaleur. Utilisées en communication. La lumière visible par les humains. Ils sont surtout émis par le soleil. Ils servent aussi à l’éclairage (tubes fluo). Rayons très énergétiques émis par les radioéléments. Utiles pour l’imagerie médicale mais dangereux. Rayons extrêmement énergétiques appelés parfois rayonnements ionisants à cause de leur effet sur la matière. Ils sont utilisés en radiothérapie mais sont responsables de cancers lors des accidents nucléaires. Longueurs d’ondes visibles depuis la Terre L’atmosphère absorbe la plupart des rayons électromagnétiques, ce qui nous préserve des rayonnements dangereux, mais qui limite notre observation de l’espace. Nous avons deux « fenêtres » de vision sur l’espace : o les ondes radio ; o le visible et les U.V. « proches » (dont la longueur d’onde est la plus forte). Le télescope Hubble est hors atmosphère, il reçoit donc toutes les ondes. 2. Les ondes mécaniques progressives Ces ondes sont celles que l’on rencontre dès qu’il y a une perturbation dans un milieu sans transport de matière. Ces perturbations se propagent dans le milieu, ce sont donc des ondes progressives. ASTUCE Onde longitudinale ou transversale ? DEFINITIONS Élongation : longueur entre la position du point déplacé et sa position normale. Amplitude : élongation maximale. Dimension : une onde à 1, 2 ou 3 dimensions en fonction de sa propagation sur une droite, dans un plan ou dans l’espace. Retard : temps nécessaire à l’onde pour aller d’un point P1 à un point P2. Ce retard est appelé avec : t 2 t1 p 2 p1 c avec t 2 = temps lorsque l’onde arrive au point p 2 (unité : seconde) t1 = temps lorsque l’onde arrive au point p1 (unité : seconde) c = célérité de l’onde (m/s) Célérité : vitesse de l’onde dans le milieu. Elle dépend du milieu et surtout de sa compressivité. Plus le milieu est compressible, plus c diminue. c d t d en mètres, t en seconde et c en m/s 3. Le son Le son est une onde mécanique progressive qui agit par compression du milieu, elle est donc longitudinale. Pour mesurer la « force » du son, on mesure sa pression sonore ou pression acoustique. x P Pmax sin(2 (t )) c (unité : Pascal) On utilise aussi le dB : 1dB = 10 log ( P ) , avec P0 pression au repos. P0 Le dB utilise une échelle logarithmique donc +10 dB équivaut à x10 en pression. Les sons courants sont composés d’une fréquence fondamentale (fréquence la plus basse) et de fréquences harmoniques = kf (k et >1) . La fréquence fondamentale en musique est appelée la hauteur, elle donne la note. Les harmoniques sont appelées le timbre et caractérisent l’instrument.
