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Introduction aux ondes - 1

Remerciements :

à Michel Talon, Lucas Levrel, JS et Edgar Bonnet, contributeurs du forum fr.sci.physique, pour leurs éclaircissements sur la diffraction (fil Diffraction : gros ou petit ? initié le 12/07/2001).

Plan

• 1 -- Introduction
• 2 -- Ondes à la surface de l'eau
  • 2.1 - Les vagues : une adaptation du milieu
  • 2.2 - Caractérisation des vagues
  • 2.3 - Déplacement d'énergie, pas de matière
  • 2.4 - Plusieurs vagues
  • 2.5 - Phénomènes périodiques
  • 2.6 - Bilan
• 3 -- Propriétés et modèle
  • 3.1 -- Réflexion
  • 3.2 -- Diffraction : rencontre avec un obstacle
  • 3.3 -- Interférences : rencontre de vagues
  • 3.4 -- Le sinus
  • 3.5 -- Bilan
• Annexe -- Milieux de propagation
  • A.1 - Les fluides
  • A.2 - Les solides
  • A.3 - Les interfaces

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  1 -- Introduction

  L'onde, en littérature, désigne l'eau (une mer, un lac...), une ondée désigne une averse ; en anglais et en allemand, onde se dit de la même manière que la vague (respectivement wave et Welle). C'est dire si la notion d'onde est liée à la notion vagues, des rides sur l'eau, des ronds dans l'eau... Dans le sens courant, on parle souvent d'ondes pour désigner les émissions radio (ondes "hertziennes"), les explosions (onde de choc) ou bien encore pour les fours "micron-ondes".

  Tous ces domaines, et d'autres encore comme le son, la chaleur, les tremblements de terre... font appel à des phénomènes différents, mais que l'on peut modéliser de la même manière par le concept d'onde. Du fait du caractère invisible de certaines ondes, les charlattans modernes ont détourné ce mot pour parler d'"ondes positives" et autres fariboles, il est donc important de démystifier ce terme : si une onde peut être invisible, impalpable, insaisissable par les sens humains, elle est toujours mesurable par un appareil, car une onde n'est pas un objet en soi, c'est juste une manière de voir l'évolution d'un phénomène (hauteur de l'eau, pression de l'air, champ électrique...) ; pour faire un parallèle, la vitesse est une manière d'étudier le mouvement, ce n'est pas un objet en soi.

  Le domaine d'application des ondes est quant à lui très vaste, depuis les séismes jusqu'à l'imagerie médicale en passant par la cuisine, la musique, le téléphone portable ou non, l'étude des étoiles ou de la structure de la matière... Ce sont ces aspects que nous allons déflorer ici, en commençant par un exemple simple, les vagues sur l'eau.

  Le niveau requis est celui du lycée.

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