Ondes

Niveau 1

Qu’est-ce qu’une onde ?

Une onde est une perturbation qui se propage dans un milieu ou dans l’espace. Elle transporte de l’énergie mais pas de matière.

Les deux grands types d’ondes

  • Les ondes mécaniques : elles ont besoin d’un milieu matériel (air, eau, corde...) pour se propager.
    • Exemples : son, vagues à la surface de l’eau, séismes.
  • Les ondes électromagnétiques : elles peuvent se propager même dans le vide.
    • Exemples : lumière, ondes radio, micro-ondes. 

  Exemple : Quand vous jetez un caillou dans l’eau, les vagues qui se forment s’éloignent de l’impact. C’est la perturbation qui se déplace, pas l’eau elle-même.

Périodicité d'une onde

Un onde est donc une perturbation d'un milieu provoquant des oscillations (vibrations) dans ce même milieu. Lorsque cette perturbation se répète de la même manière alors l'onde est périodique. On peut alors facilement caractériser l'onde.

Grandeurs caractéristiques des ondes

Pour décrire une onde, on utilise plusieurs grandeurs : 

  • Période ($T$) : durée d’une oscillation complète.
  • Longueur d’onde ($\lambda$) : distance entre deux points qui vibrent de la même manière (ex. : deux crêtes de vagues).
  • Fréquence ($f$) : nombre d’oscillations par seconde.
    • Relation : $f = \frac{1}{T}$
  • Célérité ($v$ ou dans le cas de la lumière $c$) : vitesse de propagation de l’onde. 
    • Relation : $v = \lambda \times f$ 

  Exemple : Une onde sonore de fréquence 440 Hz (le « La » en musique) se propage dans l’air à environ 340 m/s (c'est donc sa célérité). 
Sa longueur d’onde est : $$\lambda = \frac{v}{f} = \frac{340}{440} \approx 0,77 \, \text{m}$$