Fiche de révision : Caractéristiques des ondes

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 $MM'$.
• $\tau =t'-t$
• La célérité est la vitesse de propagation d’une onde mécanique progressive : $v =\dfrac{d}{\tau}$.

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 $T$ d’une onde est le plus petit intervalle de temps au bout duquel le phénomène se reproduit à l’identique. La fréquence $f$ est le nombre de fois que le phénomène se reproduit en une seconde (en $\text{s}^{-1}$ ou $\text{Hz}$) $f=\dfrac{1}{T}$
• La longueur d’onde $\lambda$ d’une onde progressive sinusoïdale de célérité $v$ est la distance de propagation de cette onde au bout d’une période : $\lambda=v \cdot T$ ou $\lambda=\dfrac{v}{f}$
• La longueur d’onde $\lambda$ 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 $20$ et $20\ 000\ \text{Hz}$ (variable selon l’âge). Au-delà des $20\ 000\ \text{Hz}$, 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.