Qu'est-ce que la vague ?

Les ondes sont des perturbations qui se déplacent dans l'espace transportant, exclusivement, énergie d'un point à un autre, sans porter de matière. il y a des vagues de la nature mécanique, électromagnétique et gravitationnel. Quant à sa propagation, on peut classer trois types d'ondes: les ondes unidimensionnel, bidimensionnel et tridimensionnel. Quant à la direction des perturbations, elles sont divisées en vaguestransversales et longitudinal.

vérifier: nature d'une vague

Propriétés des vagues

Quelles que soient la nature, la forme de propagation ou de perturbation, toutes les ondes ont les mêmes propriétés: la fréquence, longueurdansvague, amplitude, rapidité et cours du temps. La figure ci-dessous montre une vague et ses éléments. Regarder:

Sur cette figure, il est possible d'observer quelques éléments importants des vagues.

• Longueur d'onde

La longueur d'onde est représentée par le symbole et équivaut à l'espace parcouru par les ondes jusqu'à ce qu'elles réalisent une oscillation complète

. La longueur d'onde est également définie comme la distance entre deux vallées consécutives, deux crêtes consécutives ou alors trois nœuds consécutifs. Les nœuds sont des positions au milieu qui restent au repos pendant la propagation des ondes. Dans le Système international d'unités (SI), la longueur d'onde est une quantité définie en mètres (m).

• La fréquence

La fréquence de l'onde est donnée par le nombre d'oscillations qu'elle exécute chaque seconde. Dans le système international, cette grandeur est mesurée en s^-1 (inverse d'une seconde), ce qui équivaut à hertz (Hz). Par example: une vague de 20 Hz effectue vingt coups complets chaque seconde.

• Cours du temps

La période d'une vague est la intervalle de temps qu'elle prend pour effectuer uneoscillationAchevée. Dans le SI, cette grandeur est mesurée en secondes (s). De plus, les propriétés cours du temps et la fréquence peut être lié par l'expression suivante :

Sous-titre:
T = période(s)
F = fréquence (Hz ou s^-1)

• vitesse de propagation

LES vitesse des vaguesÇa dépend de assez où il se propage. Dans le Système international d'unités, il est mesuré en mètres par seconde (Mme). De plus, cette quantité a une relation mathématique avec les quantités de fréquence (ou période) et de longueur d'onde :

Sous-titre:
v = vitesse de propagation des ondes (m/s)
λ = longueur d'onde (m)
F = fréquence (Hz ou s^-1)

• Amplitude

L'amplitude de l'onde est liée à sa intensité. Par exemple, lorsque le volume sonore est augmenté, des ondes sonores sont produites avec des amplitudes élevées. L'amplitude est mesurée comme la distance entre la position d'équilibre et la hauteur d'une crête ou d'une vallée. ParExemple: lorsqu'une goutte d'eau tombe à la surface d'un lac, une petite vague se forme. Les points de cette vague qui sont à la même hauteur que le reste du lac sont postesdanséquilibre, aussi appelé nous.

Voirégalement: ondes périodiques

Propagation d'onde

Les ondes peuvent se propager dans le trois directions depuis l'espace, cependant, certaines ondes peuvent voyager dans un plus petit nombre de dimensions, telles que les ondes unidimensionnelles et les ondes bidimensionnelles. Le nombre de directions dans lesquelles une onde se propage peut être déterminé par la géométrie du milieu dans lequel elle se trouve et par le polarisation de l'onde (dans les cas où elle est polarisable).

• Ondes unidimensionnelles: ce sont des perturbations qui ne se propagent que dans une seule direction de l'espace. Exemple: vagues formées par un ressort poussé vers l'avant ou vers l'arrière.

• ondes bidimensionnelles: les ondes qui se propagent sur les surfaces voyagent donc dans deux directions de l'espace simultanément. Exemple: onde qui se forme à la surface du lac à la suite de la perturbation générée par une chute de roche sur celui-ci.

• ondes tridimensionnelles: sont des ondes qui se déplacent dans trois directions de l'espace en même temps, dans des formes sphériques et concentriques à leur source, c'est-à-dire lorsqu'elles proviennent toutes deux de la même position. Exemple: Ondes sonores sortant d'un haut-parleur, lumière se propageant à partir d'une lampe allumée.

Voir aussi: Classification des vagues

Perturbation

Selon la relation entre la direction de la perturbation qui est à l'origine d'une onde et la direction dans laquelle cette onde va se propager, il est possible de classer les ondes comme longitudinal ou alors transversales.

• vagues longitudinales: ondes qui se propagent dans le même sens que la perturbation qui les a générées. Exemple: le son est une vague longitudinal générés par la compression et la raréfaction de molécules dans un milieu tel que l'air, régions où la densité de l'air reste plus gros et plus petit, respectivement. Regardez la figure ci-dessous :

• Ondes transversales : ondes qui se propagent dans des directions perpendiculaires à la direction de la perturbation qui les a générées. Exemple: une onde produite sur une corde balancée ou de la lumière produite par des champs électriques et magnétiques oscillants. Regarde l'image:

la nature des vagues

les vagues peuvent avoir la nature mécanique, électromagnétique ou alors gravitationnel.

• Ondes mécaniques: Ces ondes ne se propagent pas dans le vide, ce sont des perturbations qui ne peuvent se propager que dans certains milieux remplis de matière, comme l'eau, l'air, les métaux etc. Exemples: sons et tremblements de terre.

Ondes sonores se propageant dans l'air par la vibration d'un diapason.

Voirégalement: Les ondes sonores

• vaguesélectromagnétique: sont des ondes qui n'ont pas besoin de milieu pour se propager. Ils sont formés par l'oscillation de champs électriques et magnétiques. Exemple: lumière, infrarouge, ultraviolet.

Les ondes électromagnétiques sont produites par des champs électriques et magnétiques oscillants.

• vaguesgravitationnel: son existence a été proposée il y a longtemps par Albert Einstein, cependant, elle n'a été confirmée qu'en 2016, avec la collision de deux trous noirs loin. Ce type d'onde provoque des déformations dans l'espace-temps.

Les systèmes binaires, comme celui de la figure, peuvent osciller autour de leur centre de masse à grande vitesse, produisant des ondes gravitationnelles.

Voirégalement: ondes gravitationnelles

Par Rafael Hellerbrock
Diplômé en Physique 

La source: École du Brésil - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-onda.htm