ONDES (définition)

-ondes (définition)

Une onde n'est pas une grandeur. C'est seulement la représentation d'un champ de perturbations affectant un milieu

Supposons qu’un point d’un milieu soit atteint par un jet d'énergie (par exemple un choc, une réception de particule, une traction mécanique, etc.…) On constate que cette perturbation crée 2 phénomènes dans le milieu atteint:

1.UNE RÉACTION MULTIDIRECTIONNELLE du MILIEU ENVERS la PERTURBATION

Il y a action sur les structures voisines -et même plus éloignées- du point d’impact de la perturbation incidente, créant des poussées (écrasements), et en retour, il y a réaction du milieu envers le choc, en fonction de son élasticité et de sa compacité >>

cela va créer des secousses (en aller-retours successifs), dites oscillations (ou vibrations si elles sont de haute fréquence).

En général une oscillation est de nature périodique (plus ou moins régulière) Elle est évidemment multidirectionnelle et identique en tous sens si le milieu est isotrope (elle sera différenciée si le milieu est anisotrope ou mixte).

Au cours du temps, l’oscillation sera amortie en fonction des frottements et obstacles néfastes à son expansion.

Si le choc initial est répété, il y aura création d’un train de perturbations (plus ou moins constant en fonction du style des répétitions)

Le premier constat de la modification de l’état du milieu est une modification géométrico-temporelle, souvent visible (il y a déformation évolutive du milieu ayant subi le traumatisme énergétique, par exemple des vagues, des mouvements répétitifs de déformation, des vibrations de cordes, etc...)

 

2.UNE TRANSMISSION d'ÉNERGIE AUX ÉLÉMENTS VOISINS de l'IMPACT

De proche en proche, il y a création d'un transfert de l'énergie apportée par le choc initial

Cela se fait également de façon plus ou moins durable, en fonction des pertes dans la transmission ultérieure des transferts énergétiques ainsi déclenchés (dépendant bien évidemment des caractéristiques du milieu).

 

L'ENSEMBLE des 2 PHÉNOMÈNES CI-DESSUS est une ONDE

c'est à dire à la fois le constat (depuis les environs du choc énergétique) de l'évolution des diverses parties de la structure de l'oscillation générée et le transfert de l'énergie originelle vers d'autres zones (éventuellement très lointaines)

Cela intéresse les 3 dimensions géométriques de l'espace (sauf que dans certains cas restrictifs, il n'y aura que 2 degrés de liberté, d'où une onde plane, ou même un degré de liberté, d'où onde linéique)

Exemple d'une pierre jetée dans l'eau >>> il y a une partie de l'onde créée sur la surface de l'eau (cercles visibles), une autre partieest distribuée dans la profondeur de l'eau (moins visible) et une troisième partie crée un onde dans l'air (très peu visible sauf cas spéciaux)

L'onde n'est pas une grandeur concrète, c'est (tel un spectre) la représentation d'un groupe de manifestations d'un phénomène, lui-même initié par une arrivée d'énergie perturbatrice .

Les chapitres d'études des ondes seront donc :

-la création de l'onde, avec les diverses définitions de son état (amplitude, célérité, équationfonction, fréquence, front, longueur, NOMBRE, phase, période, quadrivecteur, vitesse)

-les types d'ondes en fonction de la nature de leur création et des milieux où elles apparaissent et se propagent

-l'évolution de l’ondeselon les incidences des obstacles rencontrés (freinage, amortissement, frottement....)

-la pérennité de l’onde (répétition d'insertion d'énergie, résonance, feed-back...) voire superpo-sitions, dispersion, interférences avec d'autres ondes ambiantes....

-leur rôle énergétique (puisqu'elles transmettent de l'énergie et non de la matière)

 

-fréquence d’onde

n = v / l = ω / θ = E / h

n(Hz)= fréquence >> rappelons les ordres de grandeur de n(en Hz)

104(radio) 1014(lumière visible) 1020(rayons g)--ω(rad/s)= vitesse angulaire (dite aussi fréquence angulaire)--θ(rad)= angle de rotation (vaut 2prad si l’on est en système d’unités S.I.+)--

l(m)= ordonnée--E(J)= énergie--h(J-s)= action(constante de Planck = 6,62606876.10-34J-s)

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