Onde
Physique-Chimie Seconde
Définition
Une onde est la propagation d'une perturbation dans un milieu, qui transporte de l'énergie sans transport de matière. On distingue les ondes mécaniques (son, vagues), qui nécessitent un milieu matériel, et les ondes électromagnétiques (lumière), qui se propagent même dans le vide. Une onde périodique est caractérisée par sa période $T$, sa fréquence $f$, sa longueur d'onde $\lambda$ et sa célérité (vitesse de propagation) $v$.
Formule
$$v = \frac{\lambda}{T} = \lambda \times f \qquad \text{avec} \quad f = \frac{1}{T}$$
Exemple corrigé
Énoncé
Un son se propage dans l'air à la célérité $v = 340 \ \text{m·s}^{-1}$. Sa fréquence est $f = 170 \ \text{Hz}$. Calculer sa longueur d'onde $\lambda$.
Solution
La longueur d'onde, la célérité et la fréquence sont reliées par :
$$v = \lambda \times f.$$
On isole la longueur d'onde $\lambda$ :
$$\lambda = \frac{v}{f}.$$
Application numérique avec $v = 340 \ \text{m·s}^{-1}$ et $f = 170 \ \text{Hz}$ :
$$\lambda = \frac{340}{170} = 2 \ \text{m}.$$
$$\boxed{\lambda = 2 \ \text{m}}.$$
Erreurs classiques
- Penser qu'une onde transporte de la matière : elle ne transporte que de l'énergie (le milieu oscille sur place).
- Confondre période $T$ (en secondes) et fréquence $f$ (en hertz), qui sont inverses l'une de l'autre : $f = 1/T$.
Pour aller plus loin : le chapitre « Ondes et signaux » (cours et exercices corrigés).