Ondes et lumière
Publié le 17/12/2011
Extrait du document
1. Propagation d’une onde mécanique
a) Signal et onde
Un signal mécanique est une déformation de courte durée d’un milieu élastique. Cette déformation ne reste pas localisée à l’endroit où elle est produite, mais elle se déplace dans le milieu élastique: elle se propage. Après le passage du signal le milieu reprend son état initial. Le point de départ du signal est la source; la direction et le sens dans lesquels il se déplace constituent la direction et le sens de propagation.
«
1re B et C 7 Ondes et lumière 70
b) Célérité
On appelle célérité c la vitesse de propagation d’un signal ou d’une onde.
Propriétés :
* Nous ne traiterons que des cas où l a célérité ne dépend pas de la forme du signal.
* Dans un milieu homogène donné la célérité est constante.
* Pour atteindre le point M, l’onde met un te mps t tel que OM = x = ct.
Le point M reproduit le mouvement de la source S avec un retard
x t c
Le mouvement de M à la date t est identique au mouvement de S à la date ( t t).
* Dans un milieu homogène à 2 ou 3 dimensions, la cél érité est la même dans toutes les
directions.
* La célérité dépend de la nature et de l’état du milieu de propagation.
* Le long d’une corde tendue, la célérité augmente avec la tension FT de la corde et diminue
avec la masse linéaire (ou masse liné iqu e = masse par unité de longueur) suivant la
relation:
TF c avec m
L (L = longueur de la corde ; m = masse de la corde)
Signal Milieu de propagation Célérité en m/s
Son
(ondes longitudinales se propagea nt
à travers un milieu matériel
élastique)
air à 0 °C
air à 20 °C
air à 40 °C
eau de mer à 15 °C
acier (ondes transversales)
acier (ondes longit udinales)
hydrogène à 20°C
330,7
342,6
354,1
1500
324 0
5880
1300
Lumière
(ondes transversales se propageant
aussi à travers le vide
vide
eau
verre ordinaire
c
0,75 c
0,66 c.
»
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