ONDES de TOUS TYPES

   Copyright Formules-physique ©

-onde (types d')

En fonction de son rôle, chaque onde reçoit son qualificatif :

1.MICRO-ONDE

Il s'agit d'une onde électromagnétique, dont la fréquence est comprise entre 3.108 à11 Hz (soit 3.102 à 3.105 MHz) donc de longueur d'ondes entre 1 m et 1 mm.

Les émetteurs de micro-ondes sont surtout

-les fours (à micro-ondes) dont le champ d'induction électrique ambiant va de 3 V/m (prés du four) à 0,3 V/m (à 1m.)

-les téléphones portables, pour lesquels va de 0,5 V/m (zone plein air) à 5 V/m (zone renfermée)

-les bornes d'émission (Wi-Fi ou Télécom) ainsi que les antennes (radio, télé) pour lesquelles va de 0,5 V/m (moyenne distance) à 2 V/m (faible distance)

2.ONDE ACOUSTIQUE ou sonore = onde concernant les sons.

3.ONDE COHÉRENTE(envers une autre) = quand les caractéristiques des 2 ondes sont (au moins partiellement) identiques

4.ONDE de DENSITÉ

En cosmologie, c'est une onde exprimant une variation ondulatoire de densité de matière massique. Ceci expliquerait la pérennité de structure des bras de galaxies spiralées

Dans d'autres rubriques, certains utilisent abusivement le raccourci "onde de densité" dans le sens de "onde de (densité d'une quelconque charge)"

5.ONDE de DIFFUSION

Quand des particules diffusent, les ondes exprimantleur diffusion sont fonction de la position des particules par rapport au noyau et donc dépendent des divers nombres quantiques des particules élémentaires constitutives (dont L, celui de leur moment orbital)

6.ONDE DISPERSEE

Ce qualificatif exprime exprime les écarts (ou variations) pris par la vitesse angulaire d'une particule par rapport à l'énergie (nota : le vide ne présente pas de dispersion)

d' = f / q'.Jn

avec d'(s/m)= dispersion

f(Hz)= fréquence

q'(J/kg)= énergie massique

Jn(sr/m)= nombre d'onde

Relation de dispersion pour une onde lumineuse >>> d' = J/ f

Pour une onde de matière cela devient d' = (h / m.c².λ) + (n'.2ω/ f²)

n'(m-1-rad-1)= nombre d'onde angulaire

h= constante de Planck

ω(rad/s)= vitesse angulaire

c(m/s)= constante d’Einstein (2,99792458 .10m/s)

λ(m)= longueur d’onde

m(kg)= masse au repos

7.ONDE ÉLASTIQUE: notion utilisée pour les vibrations dans les réseaux

8.ONDE ÉLECTROMAGNÉTIQUE

Les rayonnements électromagnétiques sont des photons.

Longueurs d’onde électromagnétiques:

10.000 à 800 m (grandes ondes radio)

700 à 100 m (petites ondes radio)

100 à 10 m (ondes courtes radio)

10 à 1 m (ondes pour télévision –micro-ondes -maser)

1 à 10-1 m (micro-ondes industriels, maser-radar)

10-1à 10-2 m (μ-ondes publics-radar-laser)

10-2à 10-5 m (rayons T pour imagerie-radar-laser)

10-5à 10-6 m (laser-grand infrarouge)

10-6à 4.10-7 m (laser-infrarouge-lumière visible

4.10-7à 3.10-7 m (ultraviolet proche)

3.10-7à 3.10-8 m (ultraviolet lointain -dont court-)

3.10-9à 3.10-11 m (rayons X)

< 10-11 m (rayons gamma)

9.ONDE ÉLECTRONIQUE de PLASMA (à effet Langmuir)

Créées par les variations de densité électronique en plasmas chauds, leur vitesse moyenne est :

v = (ωL²-ω0²)1/2n'.S

où v(m/s)= vitesse moyenne des électrons

ωoet ωL(rad/s)= vitesses angulaires de l’onde et de Langmuir

n' (rad-1-m-1)= NOMBRE d’onde angulaire

10.ONDE FLUIDIQUE = onde impliquée dans un fluide

11.ONDE GRAVITATIONNELLE

La Relativité rappelle qu'il existe des  ondes gravitationnelles  similaires (et additives) aux ondes électromagnétiques.Elles affectent les coordonnées spatiales de notre espace-temps

12.ONDE de GRAVITÉ = onde concernant les phénomènes de mécanique terrestre, comme les vagues, les ondes de Kelvin (qui sont des vagues d'effet Coriolis), des ondes sismiques, des ondes de vorticité (ou de Rossby)

13.ONDE HARMONIQUE = qualificatif d'une onde issue d'une oscillation dont l'évolution dans le temps est de nature sinusoïdale et dont la fréquence d'oscillation ne dépend que des caractéristiques du système (donc elle est idéalement considérée sans frottement, pour que sa représentation soit une sinusoïde constante)

Dans l'onde harmonique: accélération et position sont proportionnelles

Si plusieurs ondes sont harmoniques entre elles, elles ont des fréquences multiples (à un entier près)

Les exemples d'ondes harmoniques sont : un pendule simple--une masse supendue à un ressort de rappel--un circuit électrique LCR (ou seulement LC)--une particule qui est dans son puits d'énergie--

L’équation d’onde harmonique en mécanique est du genre  γ + f².l = 0   (f ) étant la fréquence, (γ) l'accélération et (l) la position 

Quand il s’agit des oscillations des solides, l’onde peut être linéaire (pour tiges et cordes) ou surfacique (pour membranes) ou volumique (pour cloches)

Une onde est dite complexe quand elle est formée de plusieurs ondes harmoniques superposées (avec coefficients de Fourier) Ses divers constituants ont alors des fréquences multiples d’une fréquence de base (celle-ci étant dénommée "fondamentale") et les autres sont des harmoniques de rang n(où est un nombre entier), qui sont multiples de la fréquence fondamentale

14.ONDE sur INTERFACE

Il y a coincidence de plusieurs ondes, selon le milieu en cause.

Un exemple de cette nature est l’onde créée suite au choc d'une pierre dans l'eau : il y a d’une part, l'onde visible sur l'interface eau-air (les cercles concentriques sur l’eau) mais il y a aussi une autre partie de l'onde peu visible (vers la profondeur de l'eau) et enfin une dernière partie, qui est l'onde acoustique (le son du choc, perçu dans l'air au-dessus)

L’onde visible à la surface de l’eau se déplace parallèlement à l’interface et elle oscille sur une certaine épaisseur (transverse)Les formules concernant son déplacement sont:

v= (g.λ+ W'/ λ.ρ')1/2   et  f ² = g.T*+ (W’/ V.ρ')

où vc(m/s)= célérité

f(Hz)= fréquence de l'onde (la vibration)

W’t(N/m)= tension superficielle

l(m)= longueur d’onde

g(m/s²)= pesanteur

T*v(m-1)= vecteur d’onde

W’t(N/m)= tension superficielle

V(m3)= volume déplacé

ρ'(kg/m3)= masse volumique

>>> le produit (g.Jn) représente le rôle de la pesanteur (et si la longueur d’onde λ est grande, il est prépondérant)

>>> le produit (W'/ ρ') représente le rôle de la capillarité (et si la longueur d’onde λ est petite, il est prépondérant)

La relation ci-dessus n’est valable que pour (lé.Jn) > 1 avec lé = épaisseur totale du milieu inférieur (eau) où se propage l’onde

15.ONDE LIBRE est un synonyme d'onde harmonique

16.ONDE LINÉAIRE(ou ONDE RECTILIGNE) = onde dont les crêtes et les creux sont parallèles et rectilignes

17.ONDE LONGITUDINALE = onde dont la perturbation est colinéaire à la vitesse (propagation et élongation sont colinéaires)

La vibration est dans la même direction que la propagation de l'onde (c'est le cas des ondes acoustiques)

 18.ONDE de MATIÈRE (ou ONDE de DE BROGLIE)  onde dont il faut doter les particules, pour pouvoir expliquer leurs propagations -et les incidences d’icelles (diffraction, interférences).

Comme toute onde, elle est caractérisée par ses paramètres [Equation-Fréquence-Longueur- Nombre (et vecteur)-Période-Phase-Vitesse(célérité)]

Sa longueur d'onde est λB = h / Q’

λB(m)= longueur d’onde de de Broglie

h(J-s)= constante de Planck (6,62606876.10-34J-s)

Q’(kg-m/s)= quantité de mouvement (impulsion) de la particule

Valeurs pratiques de λ(arrondies, en m): électron (# 10-12)--proton (# 10-15)--

particule alpha (# 10-16)--et les objets à vitesse usuelle macroscopique (# 10-34)

19.ONDE MODULÉE = onde qui acquiert une modification de structure, permettant de lui faire porter une information occasionnelle

20.ONDE MONOCHROMATIQUE = onde où n'est concernée qu'une seule fréquence (et une seule longueur d'onde )

21.ONDE de NEUTRINOS = onde concernant les neutrinos

22.ONDE PERTURBATOIRE = onde qui intervient à l'encontre des conditions initiales ayant généré une première onde (par exemple si, dans un plan donné, on change la direction de l'onde initiale)

23.ONDE PLANE = onde dont les fronts d’onde sont des plans perpendiculaires à la propagation

24.ONDE POLARISÉE = onde dont l’angle entre vecteur d’onde et direction des élongations varie

25.ONDE de PROBABILITÉ = onde dont les conséquences sont incertaines

26.ONDE PROGRESSIVE = onde qui se meut dans une direction et un sens constants (dont on voit la progression) et qui peut être transversale ou longitudinale

27.ONDE dans 1 RÉSEAU on considère ici les vibrations à l’échelle particulaire, dans les réseaux -dont les cristallins-

28.ONDE RADIO(ELECTRIQUE) = produite par oscillateur d'un champ oscillant (transverse à son onde), émise et reçue par des antennes

29.ONDE SOLITAIRE   = onde dont la fréquence est unique (exemple du mascaret dans un fleuve côtier)

30.ONDE SONORE = onde acoustique limitée aux fréquences audibles

31.ONDE SPHÉRIQUE = onde dont les fronts d’onde sont des sphères concentriques à la source

32.ONDE STATIONNAIRE voir chapitre spécial

33.ONDE de SURFACE = onde se propageant sur la surface d’un liquide

-sa vitesse de phase dépend de la longueur d’onde-

Exemple d’une interface gaz-liquide (cas des ronds dans l'eau):

v= (g.λ+ W'/ (λ.ρ')1/2

où vc(m/s)= vitesse de phase (célérité) de l’onde et g(m/s²)= pesanteur

W’(N/m)= tension superficielle

λ(m)= longueur d’onde

ρ’(kg/m3)= masse volumique

34.ONDE TRANSVERSALE (ou transverse) = onde dont la coordonnée est perpendiculaire à l’élongation -ce qui peut aussi se dire :"quand son déplacement est perpendiculaire à sa propagation"- (Ex: corde vibrante, ou champ magnétique)

35.ONDE VECTORIELLEMENT REPRÉSENTABLE = terminologie exprimant que l’onde a la possibilité d’être représentée par un vecteur unitaire, dit vecteur d’onde, normal au front d’onde. Et qui montre la direction de propagation de l’onde

   Copyright Formules-physique ©