Les ondes

1. Introduction :

Les ondes sont des entités omniprésentes et elles constituent un domaine d'étude extrêmement vaste, on les trouve en effet  dans des domaines très différents comme par exemple :

• Les ondes l'électro-magnétiques (la lumière ou les ondes radio)
• Les ondes mécaniques (le son ou les vagues).

Une onde, c'est une perturbation qui se propage  que ce soit à la surface de l'eau, sur une corde, dans l'air ou une perturbation du champ électro-magnétique qui nous entoure. Cette perturbation se déplace sans se déformer, et sans emporter de matière avec elle. Elle est donc idéale pour transporter des informations, c'est pour cela que nous sommes dotés de récepteurs d'ondes comme  les yeux pour recevoir la lumière ou les oreilles pour recevoir le son. Ces ondes nous apportent des informations à distance, ce qui est un gros avantage et elles sont à la base de notre perception du monde d'où leur immense importance.

Les phénomènes sont très nombreux, qui nécessitent la connaissance des propriétés des ondes pour être expliqués. Déjà, connaître la lumière nous permet d'expliquer tout ce qui se voit comme la couleur des objets ou pourquoi les lampes brillent et savoir ce qu'est le son nous permet de comprendre ce qu'est la hauteur d'une note ou le timbre d'un instrument. Les interférences sont aussi un phénomène important, grâce auquel les hologrammes existent, entre autres choses. L'étude des ondes a ouvert la voie à de nombreux recherches et découvertes.

Le but de ce travail va se concentrer sur la polarisation , car le phénomène de polarisation de la lumière est couramment utilisé dans une grande variété d’exemples de la vie quotidienne comme   les lunettes de soleil polarisées ou les  lunettes 3D. Pour expliquer ce phénomène , le travail est séparer en trois grande chapitres.

Dans le premier chapitre, le terme de l'onde et du spectre électromagnétique sera expliquer  et   approfondie en vue de mieux comprendre l'ensemble du sujet. Ensuite nous allons parler de la découverte du notion de l'onde et pour finir nous allons aborder les différents caractéristiques de l'onde.

Dans le deuxième chapitre, nous allons comprendre à comment mesurer cette onde et puisque la physique est une science expérimentale, nous allons tout d'abord comprendre et expliquer  le fonctionnement de la polarisation avant de commencer une expérience.

Dans le troisième chapitre, une expérience sera réalisé en lien directe avec le phénomène de la polarisation.  (pas encore choisi l'expérience)

Pour conclure , nous allons résumer l'ensemble du travail réaliser  et expliquer les découvertes afin de mieux comprendre le sujet.

1. 2. Chapitre 1 : Généralité des ondes

2.1. Les ondes :

Une onde est une perturbation qui se propage, elle transporte de l'énergie sans transporter de matière. Elle modifie constamment et passagèrement les propriétés d'un milieu. Par exemple, lorsqu'on lance un caillou dans l'eau, la surface de l'eau est modifiée et des ondulations apparaissent à sa surface. Lors d'un tremblement de terre, la croûte terrestre transmet les vibrations du séisme. Lorsqu'on pince une corde de guitare, on peut la voir vibrer.

Toutes ces perturbations sont des exemples  d'onde, elles peuvent être très différentes les unes des autres selon leurs caractéristiques, le milieu dans lequel elles se propagent ainsi que leurs types. Mais on va plus s'intéresser aux ondes électromagnétiques qui font partie du spectre électromagnétique. Une onde électromagnétique est une onde qui se propage autant dans le vide que dans un milieu matériel.

2.2. Le spectre électro magnétique :

Le spectre électromagnétique regroupe l'ensemble de toutes les ondes électromagnétiques en fonction de leur longueur d'onde et de leur fréquence. Contrairement aux ondes mécaniques, les ondes électromagnétiques n'ont pas besoin d'un support matériel pour se déplacer et selon leur longueur et leur fréquence, ils se classent en différentes catégories. Celles qui sont les plus connues sont celles de la lumière visible puisqu'elles sont perceptibles par l'œil, mais il existe aussi d’autres formes de rayonnements que l'œil ne peut pas percevoir. Voici à quoi ressemble le spectre électromagnétique :

[pic 1]

Source : http://www.pion.cz/fr/article/?catID=33

Les longueurs d’onde des rayons électromagnétiques varient entre 0,001 nm et 100 m. Voici les différents types d'ondes électromagnétiques dans l'ordre décroissant suivants:

• Les ondes radio

• Les micro-ondes
• Les rayons infrarouges
• La lumière visible
• Les rayons ultraviolets
• Les rayons X
• Les rayons gamma

La partie qui peut être perçue par l'œil humain dans le spectre électromagnétique ( appelée la lumière visible) est très petite. Tout comme l'oreille humaine ne peut normalement pas percevoir les sons trop aigus ou trop graves, les yeux ne peuvent pas percevoir les rayons qui ont des longueurs d’onde plus petites que 400 nm et plus grandes que 700 nm environ.

Source :http://ec.europa.eu/health/opinions/fr/lampes-basseconsommation/light-spectrum.htm

2.3. La lumière :

Les concepts de lumière et de vision sont très liés entre eux que dans la vie courante  l'idée de "lumière invisible" semble à première vue contradictoire. La lumière visible n'est qu'une petite partie de ce qu'on appelle aujourd'hui le spectre électromagnétique.

2.4. La découverte du spectre électromagnétique :

Pour comprendre cette notion, il faut déjà connaître son origine . Tout d'abord, il faut connaître la nature de la lumière. Pour Newton, elle était une particule mais Thomas Young a démontré par de multiples expériences au début du XIXè siècle que la lumière réagissait comme une onde et il a ainsi calculé sa longueur d'onde qui est d'environ 500 nm. Cette théorie était remise en cause au cours du XXè siècle, lorsque de nouvelles expériences ont montrés que, dans certaines situations, la lumière se comportait bel et bien comme un faisceau de particules.

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