Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes 9 octobre 2014 TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Définition Caractéristiques Plan 1 Ondes progressives Définition Caractéristiques 2 Ondes progressives périodiques Périodicité temporelle Périodicité spatiale 3 Exercices Ondes progressives Ondes progressives périodiques TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Définition Caractéristiques Plan 1 Ondes progressives Définition Caractéristiques 2 Ondes progressives périodiques Périodicité temporelle Périodicité spatiale 3 Exercices Ondes progressives Ondes progressives périodiques TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Définition Caractéristiques Perturbation, propagation Definition Perturbation : modification locale et temporaire des propriétés d’un milieu Si déformation de la matière => perturbation mécanique. Exemple : spire d’un ressort, se déplace et revient à sa position initiale. Definition Propagation : transmission de proche en proche TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Définition Caractéristiques Onde progressive Definition Onde progressive : propagation d’une perturbation sans transport de matière. pas de transport de matière, mais transport d’énergie perturbation mécanique = onde mécanique TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Définition Caractéristiques 1D, 2D, 3D, transverse, longitudinale Classification selon le type de propagation : 1D le long d’une droite. Exemple : corde, ressort 2D sur un plan. Exemple : houle, peau de tambour 3D dans l’espace. Exemple : son dans l’air, lumière Classification selon le type de perturbation : longitudinale perturbation parallèle à la direction de propagation. Exemple : ressort. transversale perturbation perpendiculaire à la direction de propagation. Exemple : corde. TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Définition Caractéristiques Classer les ondes suivantes ondulation le long d’une corde : flash lumineux : bruit : vague causée par un caillou tombant dans un lac : information transmise dans une fibre optique : échelle de perroquet : ressort : TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Définition Caractéristiques Classer les ondes suivantes ondulation le long d’une corde : M,1D,transverse flash lumineux : OEM,3D,transverse bruit : M,3D,longitudinale vague causée par un caillou tombant dans un lac : M,2D,transverse information transmise dans une fibre optique : OEM,1D,transverse échelle de perroquet : M,1D,transverse ressort : M,1D,longitudinale TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Définition Caractéristiques Plan 1 Ondes progressives Définition Caractéristiques 2 Ondes progressives périodiques Périodicité temporelle Périodicité spatiale 3 Exercices Ondes progressives Ondes progressives périodiques TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Définition Caractéristiques Vitesse de propagation (célérité) Definition d vitesse de propagation v ou célérité : v = ∆t avec d la distance parcourue par la perturbation en un temps ∆t La célérité dépend du milieu et du type d’onde. Elle ne dépend pas de l’amplitude de la perturbation. Exemple : vitesse du son dans l’air / dans l’eau (340/1500 m/s) TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Définition Caractéristiques Retard Definition Une perturbation passant en un point A à l’instant t passera au point B à l’instant t + τ , τ est le retard du passage de la perturbation au point B par rapport au point A τ= AB v TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Définition Caractéristiques Elongation Definition L’élongation est la mesure de l’écart d’un point par rapport à sa position de repos Figure 1: Elongation, retard, propagation TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Périodicité temporelle Périodicité spatiale Plan 1 Ondes progressives Définition Caractéristiques 2 Ondes progressives périodiques Périodicité temporelle Périodicité spatiale 3 Exercices Ondes progressives Ondes progressives périodiques TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Périodicité temporelle Périodicité spatiale Plan 1 Ondes progressives Définition Caractéristiques 2 Ondes progressives périodiques Périodicité temporelle Périodicité spatiale 3 Exercices Ondes progressives Ondes progressives périodiques TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Périodicité temporelle Périodicité spatiale Définitions Definition Une onde progressive est périodique lorsque la perturbation se reproduit identique à elle-même à intervalles de temps égaux, appelés période temporelle T (SI : seconde s) Definition Le nombre de répétitions par seconde de la perturbation est la fréquence f (SI : Hertz Hz) f = 1 T Important La période temporelle et la fréquence sont imposées par la source de la perturbation. TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Périodicité temporelle Périodicité spatiale Onde progressive sinusoidale Definition Une onde progressive est sinusoïdale lorsque l’élongation de tout point du milieu de propagation est une fonction sinusoïdale du temps. Une onde progressive sinusoïdale est périodique. TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Périodicité temporelle Périodicité spatiale Plan 1 Ondes progressives Définition Caractéristiques 2 Ondes progressives périodiques Périodicité temporelle Périodicité spatiale 3 Exercices Ondes progressives Ondes progressives périodiques TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Périodicité temporelle Périodicité spatiale Période spatiale Lorsqu’une onde périodique se propage, en certains points du milieu de propagation, les élongations sont en phase : leurs variations sont simultanées. Definition La longueur d’onde λ est la plus petite distance séparant deux positions pour lesquelles les élongations sont en phase. TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Périodicité temporelle Périodicité spatiale Relation entre période et longueur d’onde La longueur d’onde est la distance parcourue par l’onde pendant une période : λ = v .T avec λ en m, v en m.s −1 , et T en s. On a donc aussi λ = vf . La longueur d’onde dépend de la célérité, donc du milieu. TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Périodicité temporelle Périodicité spatiale Lumière, couleur, longueur d’onde Onde lumineuse sinusoïdale = lumière monochromatique ; la couleur est associée à la longueur d’onde λ0 dans le vide. Fréquence souvent notée ν ; on a λ0 = lumière dans le vide. c f avec c célérité de la Longueur d’onde dans un milieu d’indice n : λ = λ0 n Exemple : laser He-Ne, λ0 = 632, 991 nm TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Ondes progressives Ondes progressives périodiques Plan 1 Ondes progressives Définition Caractéristiques 2 Ondes progressives périodiques Périodicité temporelle Périodicité spatiale 3 Exercices Ondes progressives Ondes progressives périodiques TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Ondes progressives Ondes progressives périodiques Plan 1 Ondes progressives Définition Caractéristiques 2 Ondes progressives périodiques Périodicité temporelle Périodicité spatiale 3 Exercices Ondes progressives Ondes progressives périodiques TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices 6 p. 43 = calculer une distance 9 p. 43 = justifier un calcul 16 p. 46 = clap au cinéma 17 p. 46 = sonar du dauphin 26 p. 48 = séisme TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Ondes progressives Ondes progressives périodiques Plan 1 Ondes progressives Définition Caractéristiques 2 Ondes progressives périodiques Périodicité temporelle Périodicité spatiale 3 Exercices Ondes progressives Ondes progressives périodiques TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Ondes progressives Ondes progressives périodiques Retard, élongation 5 p. 42 = calculer une durée : pb dans énoncé avec aval/amont 10 p. 43 pb dans énoncé, manque donnée 24 p. 48 TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Ondes progressives Ondes progressives périodiques Période temporelle 11 p. 43 = oscillo 18 p. 46 TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes Ondes progressives Ondes progressives périodiques Exercices Ondes progressives Ondes progressives périodiques Période spatiale et double périodicité 8 p. 43 13 p. 44 = la houle (corrigé) 14 p. 44 = cuve à onde, double périodicité, fréquence 21 p. 45 = SOS du papillon 22 p.46 = OEM monochromatique TS - PARTIE ONDES - Chapitre 2 / Caractéristiques des ondes
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