Qu’est ce qu’une onde et comment la représente-t-on ?

Une onde est la propagation de vibrations ou perturbations périodiques sans transport de matière
Une goutte d'eau provoque des ondulation à la surface de l'eau

Comprendre ce qu'est une onde

A l’aide des vidéos d’expérience ci-dessous, réalisez le travail demandé.

La ola

Qui est en mouvement ?

Source – chaine Youtube : « Jessi-James »

L'ondoscope

Qu’est ce qui se propage ?

Source – chaine Youtube : « Sciences & techniques »

Onde sur une corde

Cette simulation d’expérience permet de visualiser le comportement d’une corde soumis à des impulsions ou des vibrations continues. Des mesures de longueurs et de durée permettent de vérifier certaines lois sur les ondes.

Modélisation et mesures des ondes

Les ondes sont très souvent représentées par un graphique qui résulte de la mesure des vibrations.

Périodicité temporelle : la période T

En un point fixe de l’espace, nous mesurons la durée du motif élémentaire sur l’axe des temps : la période T

Périodicité spatiale : la longueur d'onde λ

A un instant t fixe, nous mesurons la distance du motif élémentaire sur l’axe de distance : la longueur d’onde λ.

Représentation spatiale des ondes

Exemple avec la ola humaine

Ola humaine colorée sur une ligne
Ola humaine colorée sur une ligne

Graphique

On mesure la hauteur des bras pour chaque personne à un moment donné.

Graphique modélisant la ola humaine
Graphique de la hauteur de la ola en fonction de la distance au sol

Mesure de longueur d'onde λ

A un instant t fixe, on mesure la longueur d’onde λ = 600 cm.

Exemple avec la corde

Vibrations sur une corde simple
Vibrations sur une corde simple

Graphique

On mesure la hauteur de la vibration en chaque point de la corde à un moment donné.

Graphique modélisant des vibrations sur une corde
Graphique de la hauteur des vibrations en fonction de la distance

Mesure de longueur d'onde λ

A un instant t fixe, on mesure la longueur d’onde λ = 4 cm.

Représentation temporelle

Les différentes ondes

Cette animation vous permettra de visualiser des ondes sonores, des ondes lumineuses et des ondes mécaniques. Les instruments de mesure de longueur ou de durée permettront de mesurer leur vitesse de propagation par exemple.

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