Les Ondes Mécaniques Progressives Périodiques - cours 2bac

Les Ondes Mécaniques Progressives Périodiques

Onde Mécanique Progressive Périodique

Une onde mécanique est dite périodique si la perturbation se répète identique à elle-même à des intervalles de temps réguliers.

Onde Mécanique Progressive Sinusoïdale

Une onde progressive périodique est dite sinusoïdale si la perturbation créée par la source entraîne une variation sinusoïdale en fonction du temps.

Caractéristiques d’une Onde Progressive Périodique

Périodicité Spatiale (Longueur d’Onde $\lambda$) : La longueur d’onde est la distance séparant deux points consécutifs du milieu de propagation présentant le même état vibratoire.

Périodicité Temporelle (Période $\mathrm{<b>T</b>}$) : La période est la durée qui sépare deux points consécutifs du milieu de propagation présentant le même état vibratoire.

Remarque : La fréquence $N$ est le nombre de périodes par unité de temps : $N = \frac{1}{T}$ en Hz.

Vitesse de Propagation d’une Onde Périodique

La vitesse de propagation $V$ d'une onde périodique est donnée par la relation : $$V=\frac{\lambda }{T}=N\cdot \lambda$$$\mathrm{<b\; style="display:\; inline\; !important;">V</b>}$ : la vitesse de l’onde en (m/s)
$\mathrm{<b\; style="display:\; inline\; !important;">\lambda </b>}$ : la longueur d’onde en (m)
$\mathrm{<b\; style="display:\; inline\; !important;">T</b>}$ : la période en (s)
$\mathrm{<b\; style="display:\; inline\; !important;">N</b>}$ : la fréquence en (Hz)

Mouvements de Deux Points du Milieu de Propagation

Deux points $M_1$ et $M_2$ d'un milieu vibrent en phase si $M_1M_2 = k \cdot \lambda$.

Deux points $M_1$ et $M_2$ d'un milieu vibrent en opposition de phase si $M_1{M}_2=(2k+1)\cdot \frac{\lambda }{2}$.

Phénomène de Diffraction

Lorsqu’une onde mécanique franchit un obstacle ou traverse une ouverture, il peut se produire le phénomène de diffraction.

Pour observer ce phénomène, il faut que $a\le \mathrm{\lambda .}\mathrm{<br>}\mathrm{<br>}\mathrm{<br>}$

Les deux ondes incidente et diffractée ont la même fréquence $N$, la même vitesse $V$, et la même longueur d'onde $\lambda$.

Milieu Dispersif

Un milieu est appelé milieu dispersif si la vitesse de propagation (célérité) de l’onde dans le milieu dépend de la fréquence de la source.

Le Stroboscope

Un stroboscope est un flash électronique capable d'émettre des éclairs à une fréquence réglable Ns.

le stroboscope permet d’étudier les phénomènes périodiques rapides.

Remarque : On obtient une immobilité apparente de l’onde lorsque la fréquence de l’onde N et la fréquence du stroboscope $N_s$ vérifient la relation : 

$N_s=k\cdot N$ avec $k\in {\mathbb{N}}^{\ast }$.

$\mathrm{<br>}$