Ondes progressives

Lesondes progressives sont des oscillations produites par le transfert d'énergie d'un endroit à un autre. Elles diffèrent des ondes stationnaires en ce qu'elles progressent (se déplacent) sur le matériau qui les propage.

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    Vagues progressives Les vagues de l'océan sont un exemple de vagues progressives StudySmarter

    Figure 1. Les vagues de l'océan sont un exemple d'ondes progressives.

    Les oscillations produites parles crêtes et les creux de la vague se déplacent d'un endroit à l'autre. Tu peux considérer ces mouvements comme la propagation ou la progression de la vague d'un point A à un point B. Les crêtes sont le point de hauteur maximale, tandis que les creux sont le pointleplus bas de la vague.

    Les propriétés des ondes progressives

    Lorsque les ondes progressives se déplacent d'un point à un autre, les ondulations se répètent si les ondes sont produites en permanence. Les quatre principales caractéristiques d'une onde progressive sont sa longueur d'onde, sa période, sa fréquence et sa vitesse.

    La longueur d'onde des ondes progressives

    Elle est définie comme la longueur entre le début et la fin de l'onde.

    Vagues progressives. Longueur d'onde. StudySmarter

    Figure 2. La longueur d'onde est la longueur totale d'un cycle d'onde du début à la fin. Source : Manuel R. Camacho, StudySmarter.

    La longueur d'onde d'une onde progressive est liée à son énergie. La quantité d'énergie diffère selon la nature de la vague. Dans les vagues océaniques, des longueurs d'onde plus petites indiquent des vagues à faible énergie, tandis que dans les ondes électromagnétiques, des longueurs d'onde plus courtes indiquent des énergies plus importantes.

    La période des ondes progressives

    Lorsque les vagues se déplacent d'un point à un autre, le motif se répète si l'oscillation ne change pas. Le temps qu'il faut pour que le motif d'oscillation passe par un point s'appelle la période, qui est mieux définie comme le temps entre deux crêtes ou deux creux. Elle se mesure en secondes.

    Vagues progressives. Période. StudySmarter

    Figure 3. Le temps qu'il faut à une onde pour se déplacer entre les points qui marquent son début et sa fin (points verts) est la période de l'onde. Celle-ci peut être calculée comme la différence de temps entre les instants t1 et t2 : t2-t1 = T. Source : Manuel R. Camacho, StudySmarter.

    La vitesse des ondes progressives

    Si l'on divise la longueur d'onde par la période de l'onde, on obtient le temps qu'il faut à l'onde pour avancer. Il s'agit de la vitesse de l'onde, qui se mesure en m/s.

    \[c = \frac{\lambda}{t}\]

    La fréquence des ondes progressives

    L'inverse de la période de l'onde nous indique combien de temps il faut à l'onde pour se répéter en une seconde. Si la fréquence est égale à 1, il faut 1 seconde à l'onde pour se répéter. Si elle est inférieure à 1, l'onde est plus rapide. Si elle est supérieure à 1, l'onde est plus lente. La fréquence est l'inverse de la période, et se mesure en Hertz.

    \[f = \frac{1}{T}\]

    Le cycle des ondes progressives

    Le schéma complet d'une vague, de la crête au creux, s'appelle un cycle d'ondes. Sa vitesse est liée à la fréquence et à la vitesse de l'onde.

    Comment mesurer les propriétés des ondes progressives ?

    Pour mesurer les propriétés d'une onde progressive, nous avons besoin d'un point de référence. Les propriétés liées à la longueur d'onde et à la hauteur de la vague ont besoin de points de référence sur les axes horizontal et vertical. Pour mesurer les propriétés liées aux cycles des vagues, nous devons prendre le temps qu'il faut à la vague pour se déplacer d'un point à un autre.

    Mesurer la longueur d'onde et la hauteur des vagues

    Pour mesurer la longueur d'onde, nous devons fixer un point sur l'axe horizontal. Pour simplifier, nous pouvons prendre une crête, qui est la plus facile à identifier (comme nous l'avons dit précédemment, la crête et le creux représententleshauteurs maximale et minimale de la vague). En mesurant la distance entre deux maxima consécutifs, on obtient la longueur d'onde.

    Vagues progressives. Longueur d'onde. StudySmarter

    Figure 4. La distance d'une crête à l'autre nous donne la longueur d'onde. Source : Manuel R. Camacho, StudySmarter.

    \N- [\Nlambda = \Ntexte{distance entre les points}\N]

    Pour mesurer la hauteur de la vague, nous devons mesurer la distance entre la crête et le creux, comme indiqué ci-dessous.

    Vagues progressives. Hauteur des vagues. StudySmarter

    Figure 5. La hauteur de la vague est la distance entre la crête et le creux ouleshauteurs maximale et minimale de la vague. Source : Manuel R. Camacho, StudySmarter.

    \[H = Max - Min]

    La moitié de la distance entre la crête et le creux nous donne l'amplitude de la vague.

    \[Amplitude = \frac{H}{2}\]

    Mesurer la période et la fréquence des vagues

    Pour mesurer les propriétés liées au cycle de la vague, nous devons mesurer le temps qu'il faut à la vague pour se déplacer d'un point à un autre. Là encore, nous devons choisir un point fixe, la crête ou le creux étant les meilleures options.

    Si nous mesurons le temps qu'il faut pour passer d'une crête ou d'un creux à l'autre, nous obtenons la période de la vague.

    Ondes progressives. Cycle d'onde. Période d'onde. StudySmarter

    Figure 6. La différence de temps entre A et B (deux crêtes) nous donne la période de la vague. Nous devons mesurer la différence entre tb et ta, ou \(T = tb-ta\). Source : Manuel R. Camacho, StudySmarter.

    Exemples d'ondes progressives

    Les ondes progressives se produisent dans la nature lorsqu'un objet oscille et produit des ondes qui se déplacent dans l'espace. L'espace peut être un liquide, un gaz, un solide ou le vide.

    • Les ondes qui se déplacentdans un liquide, par exemple les vagues de l'océan, sont générées par le vent.
    • Les ondes qui se déplacent dans ungaz, par exemple le son qui se déplace dans l'air.
    • Les ondes qui se déplacent dans unsolide, par exemple les ondes mécaniques qui se déplacent dans le sol après un tremblement de terre.
    • Les ondes se déplaçant dans levide, par exemple les ondes électromagnétiques telles que la lumière provenant du soleil.

    Il est intéressant de noter que les ondes électromagnétiques, les ondes sismiques, les ondes éoliennes et les ondes sonores se retrouvent toutes dans la mer, qui est un milieu propice à la propagation de nombreuses formes d'ondes.

    Vagues progressives - Principaux enseignements

    • Une onde progressive est une onde qui se déplace d'une position à une autre.
    • Les ondes progressives ont des propriétés telles que la longueur d'onde, la hauteur, l'amplitude, la vitesse, la fréquence et la période.
    • Les ondes sonores, les ondes sismiques et les vagues océaniques sont des exemples d'ondes progressives.
    • Certaines propriétés telles que la hauteur de la vague, l'amplitude de la vague et la longueur d'onde dépendent des dimensions de la vague.
    • Les propriétés telles que la période, la vitesse et la fréquence de l'onde dépendent du temps qu'il faut à l'onde pour accomplir un cycle.
    Questions fréquemment posées en Ondes progressives
    Qu'est-ce qu'une onde progressive ?
    Une onde progressive est une perturbation qui se déplace dans un milieu, transférant de l'énergie d'un point à un autre sans déplacement permanent de la matière.
    Quels sont les types d'ondes progressives ?
    Les types d'ondes progressives incluent les ondes mécaniques, comme les ondes sonores, et les ondes électromagnétiques, comme la lumière.
    Comment se propagent les ondes progressives ?
    Les ondes progressives se propagent en transférant l'énergie à travers le milieu par des vibrations ou oscillations des particules sans déplacement global des particules du milieu.
    Quelle est la différence entre une onde longitudinale et transversale ?
    Les ondes longitudinales se propagent parallèlement à la direction de l'énergie, tandis que les ondes transversales se propagent perpendiculairement à cette direction.

    Teste tes connaissances avec des questions à choix multiples

    Qu'est-ce qu'une onde progressive ?

    Quelles ondes peuvent se déplacer dans le vide ?

    Quels sont les crêtes et les creux d'une vague ?

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