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ONDES PROGRESSIVES
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2.1. Définitions
Une onde est un ébranlement qui se propage dans un champ (comme les champs magnétiques et électriques) ou dans un milieu matériel (un solide ou un fluide).
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Cette perturbation se propage sans déplacement de matière (à grande échelle) : c’est l’onde progressive.
Une onde progressive ne transporte que de l’énergie et de l’information.
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2.2.1. Les différents types d’ondes mécaniques
Lorsque le mouvement des éléments du milieu de propagation est parallèle à la direction de propagation, l’onde est dite longitudinale.
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Quand les éléments du milieu de propagation se déplacent perpendiculairement à la direction de propagation, l’onde est transversale.
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2.2.2. Forme des ondes4
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λ
La forme de l’onde permet de mettre en évidence les principales caractéristiques de l’onde et du milieu de propagation :
• Périodicités spatiales et temporelles ;• Vitesse de propagation ;• Intensité ;• Atténuation ;• Modification d’une propriété du milieu.
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2.3. Périodicités5
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La période temporelle, appelée simplement période, T d’une onde périodique et progressive est le temps minimum nécessaire pour que l’onde retrouve sa configuration initiale en un point donné ou le temps qu’il faut à un profil pour défiler devant un point donné. La période s’exprime en seconde.
L’inverse de la période est la fréquence f , qui est aussi le nombre de profils qui traversent un point donné en une seconde. La fréquence s’exprime en Hertz.
f = 1/T
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2.3. Périodicités
Si l’on fige l’onde à un instant donné, la distance spatiale sur laquelle l’onde exécute un cycle complet, c’est-à-dire la longueur du profil, est la période spatiale ou longueur d’onde, λ. La longueur d’onde s’exprime en mètre.
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On appelle vitesse de l’onde v (en m/s), la vitesse avec laquelle l’onde progresse. La vitesse de l’onde dans le milieu est donnée par la relation :
v = f. λ = λ / T
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2.4. Intensité d’une onde
L’intensité I d’une onde est définie par la densité de puissance d’un front de cette onde en W/m². Plus l’intensité est grande plus l’onde transporte de l’énergie.
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2.5. Spectre
Nous appellerons spectre en fréquence la représentation graphique de la décomposition en série de Fourier de l’onde : intensité de l’onde en fonction de la fréquence.
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Nous appellerons spectre en longueur d’onde la représentation graphique de la décomposition en série de Fourier de l’onde : intensité de l’onde en fonction de la longueur d’onde.
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2.5. Spectre9
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nous appellerons spectre d’une onde l’ensemble des fréquences ou des longueurs d’ondes que contient l’onde, que celle-ci soit périodique ou non.
Le capteur est caractérisé par sa bande passante (BP) constituée de l’ensemble des valeurs de fréquences comprises entre fcb et fch.
BP = fch – fcb
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2.6. Les ondes sonores
Le son est une onde de compression se propageant dans un milieu matériel.
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2.7. Réfractions, absorption et transmission
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Surface de séparation entre les deux milieux
Milieu 1 Milieu 2
onde réfractée ou transmise
onde réfléchie
onde incidente
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3.2. Domaines de longueur d’onde
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3.2. Domaines de longueurs d’ondes
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