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Caractéristiques des ondes

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Les ondes progressives à une dimension

  • Une onde mécanique progressive à une dimension est une perturbation qui se propage dans une seule direction.
  • Le retard est le temps que met une onde à parcourir une distance MMMM'.
  • τ=tt\tau =t'-t
  • La célérité est la vitesse de propagation d’une onde mécanique progressive : v=dτv =\dfrac{d}{\tau}.

Les ondes progressives sinusoïdales

  • Une onde progressive sinusoïdale est une onde qui se propage périodiquement. La grandeur qui la caractérise est une fonction sinusoïdale du temps.
  • La période TT d’une onde est le plus petit intervalle de temps au bout duquel le phénomène se reproduit à l’identique. La fréquence ff est le nombre de fois que le phénomène se reproduit en une seconde (en s1\text{s}^{-1} ou Hz\text{Hz}f=1Tf=\dfrac{1}{T}
  • La longueur d’onde λ\lambda d’une onde progressive sinusoïdale de célérité vv est la distance de propagation de cette onde au bout d’une période : λ=vT\lambda=v \cdot T ou λ=vf\lambda=\dfrac{v}{f}
  • La longueur d’onde λ\lambda est la plus petite distance qui sépare deux maxima d’amplitude consécutifs.

Ondes sonores et ultrasonores

  • Une onde sonore est une onde mécanique progressive périodique (sinusoïdale) qui se propage par compression/dilatation du milieu de propagation.
  • Un son est audible pour l’oreille humaine si son domaine de fréquence est compris entre 2020 et 20 000 Hz20\ 000\ \text{Hz} (variable selon l’âge). Au-delà des 20 000 Hz20\ 000\ \text{Hz}, on est dans le domaine des ultrasons (utilisé par les sonars et les dauphins) et en deçà, on est dans le domaine des infrasons.
  • Un son pur est un son dont l’onde est parfaitement sinusoïdale.
  • Un son composé est un son dont l’onde n’est pas sinusoïdale.
  • Une analyse spectrale est la représentation de l’amplitude d’un son en fonction de la fréquence.
  • Pour un son pur, il y aura une seule fréquence, pour un son composé il y en aura plusieurs de fréquences multiples de la première. La première est notée fréquence fondamentale, les autres sont des harmoniques.
  • La hauteur d’un son est la fréquence du signal correspondant, sa fréquence fondamentale.
  • Le timbre d’un son dépend de la présence et de l’importance dans le spectre de fréquence des harmoniques.