Fiche de révision : Ondes et rayonnements

Les rayonnements

• Un rayonnement est une transmission d’énergie émise par une source.
• Un rayonnement de particules est un rayonnement provoqué par des particules. L’interaction qui en découle dépend de la particule élémentaire d’origine.
• Un rayonnement électromagnétique est un rayonnement de photons. Selon l’énergie transportée, il existe sept catégories de rayonnement électromagnétiques qui définissent le spectre électromagnétique.

Les ondes mécaniques

• Une onde mécanique est définie par un transport d’énergie sans déplacement de matière. Elle modifie localement et temporairement (d’où le terme de perturbation) les propriétés mécaniques (comme la pression par exemple) d’un milieu matériel.

On distingue quatre catégories :
- les ondes périodiques
- les ondes non-périodiques

Qu’elles soient périodiques ou non, on définit ces ondes en fonction de la direction de perturbation :
- les ondes transversales : la direction de perturbation est perpendiculaire à l’axe de propagation.
- Les ondes longitudinales : la direction de perturbation est parallèle à celle de propagation.

Détection des ondes

• Détecteurs de rayonnement
• Un détecteur comporte une surface réceptrice qui intercepte et concentre les rayonnements pour les diriger vers le détecteur qui va transformer les rayonnements reçus en une grandeur physique mesurable.
• Un détecteur de particules étudie les effets des particules sur le détecteur.
• Les détecteurs de rayonnement électromagnétique exploitent les effets physico-chimiques de ces rayonnements sur le détecteur.
• Chaque type de détecteur a une sensibilité spectrale donnée pour un domaine du spectre électromagnétique donné.
• Détecteurs d’ondes mécaniques
• Les détecteurs d’ondes mécaniques utilisent un capteur qui transforme une grandeur physique du milieu en grandeur physique exploitable.
• L’intensité sonore I est l’énergie transportée par une onde sonore par unité de temps et de surface (en $\text{W}\cdot \text{m}^{-2}$).

$I=\dfrac{P}{S}$

$P$ : puissance $(\text{W})$ et $S$ : surface $(\text{m}^2)$

• Le niveau d’intensité sonore a été créé pour comparer l’intensité d’un son par rapport à une intensité de référence $I_0$ qui est par convention le seuil d’audibilité moyenne de l’oreille humaine à $1\ \text{Khz}$ : $I_0=1.10 ^{-12}\ \text{W}\cdot \text{m}^{-2}$.
• Le niveau d’intensité sonore $L$ d’un son d’intensité $I$ est donné par la relation $L=10\cdot \log \Big(\dfrac{I}{I_0}\Big)$ (en $\text{dB}$ décibel).