Les ondes et les milieux de propagation
Cours : Les ondes et les milieux de propagation. Recherche parmi 299 000+ dissertationsPar cocoland • 5 Mai 2023 • Cours • 974 Mots (4 Pages) • 139 Vues
Cours 1a
Les ondes et les milieux d’interaction
Table des matières
Ondes et Milieux
Propagation d'une Onde dans un Milieu
Sens de Propagation et Vecteur d'onde
Ondes et Milieux
Qu'est-ce qu'une onde ?
• Une onde est une perturbation (modification des propriétés du milieu) qui se propage dans un milieu.
- Il y a propagation d'énergie, mais pas de transport de matière.
- On distingue les ondes mécaniques (sons et ultrasons, vagues, ondes sismiques...) et les ondes électromagnétiques (rayons gamma, rayons X, ultraviolets, lumière visible, infrarouge, ondes radio et TV).
Milieu de propagation d'une onde ?
- milieu transparent pour la lumière (l'air, le verre d'une vitre...) contrairement à un parasol qui arrête la lumière.
- milieu transportant la vibration pour une onde mécanique : nécessité d'un milieu matériel (onde élastique).
/!\ Un son ne se propage pas dans le vide /!\
La source de l'onde doit être dans un état vibratoire quel que soit le type d'onde mécanique ou électromagnétique.
Les ondes mécaniques ne se propagent que dans un milieu matériel (liquide, gaz et air, solide) mais pas dans le vide.
Les ondes électromagnétiques peuvent se propager dans tous les types de milieux (liquide, solide, gaz et air, et aussi dans le vide), à conditions que ces milieux soient « transparents » pour le type d'onde considéré.
Propagation d'une Onde dans un Milieu
On représente souvent un rayon lumineux par une flèche droite, orientée dans le sens de la propagation de ce rayon.
En effet la propagation d'une onde se fera en ligne droite si elle se propage dans un milieu qui est à la fois
- homogène (structurellement identique en toute part)
- et isotrope (mêmes propriétés dans toutes les directions).
Cependant, même si une onde se propage en ligne droite, elle reste de nature ondulatoire sinusoïdale ou non, et de géométrie variée (elle peut être plane, sphérique...).
[pic 1]
Eigure: Une onde émise par une source ponctuelle qui émet dans toutes les directions de l'espace, aura une géométrie sphérique. Cependant, le front d'onde dans une direction donnée apparaîtra plan pour un observateur situé à une très longue distance de la source une onde plane est une onde dont les fronts d'onde sont parallèles entre eux mais perpendiculaires à la direction de propagation) [pic 2] ex : les ondes émises par une étoile sont sphériques lors de l'émission, mais sont perçues comme plan es quand elles arrivent au voisinage de la terre, vu la distance séparant la terre des étoiles |
L'onde est dite PROGRESSIVE si elle se propage dans un milieu INFINI.
- En revanche, dans un milieu FINI,
o L'onde va se réfléchir sur les « bords » du milieu, qui va se remplir d'ondes incidentes et réfléchies de même fréquence se propageant dans un sens et dans l'autre.
o Ces ondes incidentes et réfléchies peuvent ainsi former une seule onde dite :
- STATIONNAIRE (pas de propagation)
- et COHERENTE (car formée d’ondes même fréquence avec un déphasage constant les unes par rapport aux autres)
[pic 3]
Figure : quelques exemples d’ondes cohérentes (dans les miroirs de Fresnel une seule source est artificiellement séparée en deux sources virtuelles par un jeu de miroirs. Les deux sources virtuelles émettent deux trains d’ondes de même fréquence et donc en cohérence).
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