Ondes mécaniques et lumineuses

Définitions

Une onde est la propagation d'une perturbation sans transport de matière (mais avec transport d'énergie).

• Mécanique : nécessite un milieu matériel (son, vagues)
• Électromagnétique : se propage dans le vide (lumière)

Caractéristiques

• Période $T$ (s) : durée d'une oscillation
• Fréquence $f$ (Hz) : nombre d'oscillations par seconde, $f = 1/T$
• Longueur d'onde $\lambda$ (m) : distance parcourue en une période
• Célérité $v$ (m/s) : vitesse de propagation

$$\lambda = v \cdot T = v / f$$

Effet Doppler

Quand source et observateur sont en mouvement relatif, la fréquence perçue diffère de la fréquence émise.

• Approche → fréquence ↑ (son plus aigu)
• Éloignement → fréquence ↓ (son plus grave)

Diffraction

Quand une onde rencontre une ouverture/obstacle de taille comparable à $\lambda$, elle se déforme.

$$\theta \approx \lambda / a$$ (angle de diffraction, $a$ = taille de l'ouverture)

Interférences

Deux ondes cohérentes :

• Constructives si différence de marche $\delta = k\lambda$
• Destructives si $\delta = (k + 1/2)\lambda$