📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Définition : Une onde est périodique si sa perturbation se reproduit identique à elle-même à intervalles de temps égaux.
- Périodicité temporelle ($T$) : C'est la plus petite durée au bout de laquelle un point du milieu retrouve le même état de vibration. $T = \frac{1}{f}$ (en s).
- Périodicité spatiale ($\lambda$) : C'est la distance parcourue par l'onde pendant une période $T$. $\lambda = v \cdot T = \frac{v}{f}$ (en m).
- Relation de phase : Deux points $M$ et $M'$ distants de $d = MM'$ vibrent en phase si $d = k \cdot \lambda$ ($k \in \mathbb{N}^*$). Ils vibrent en opposition de phase si $d = (2k+1) \frac{\lambda}{2}$.
- Retard temporel : $\tau = \frac{MM'}{v}$. Le point $M'$ reproduit le mouvement de $M$ avec un retard $\tau$.
Méthodes à maîtriser
- Lire un oscillogramme : Savoir déterminer $T$ à partir de l'axe des abscisses (temps).
- Lire une photographie : Savoir déterminer $\lambda$ à partir de l'axe des abscisses (distance).
- Calculer la célérité : Utiliser $v = \frac{\lambda}{T} = \lambda \cdot f$.
- Vérifier la dispersion : Un milieu est dispersif si la célérité $v$ dépend de la fréquence $f$.
Exemples corrigés
- Exemple 1 : Une onde de fréquence $f = 50$ Hz se propage à $v = 20$ m/s. $\lambda = \frac{20}{50} = 0,4$ m.
- Exemple 2 : Deux points distants de $0,6$ m vibrent en phase. $\lambda = 0,4$ m. On a $d = k \cdot \lambda \Rightarrow 0,6 = k \cdot 0,4 \Rightarrow k = 1,5$ (impossible, donc ils ne sont pas en phase).
Erreurs fréquentes
- Confondre la période $T$ (en s) et la longueur d'onde $\lambda$ (en m).
- Oublier de convertir les unités (ex: ms en s, cm en m).
- Croire que la célérité dépend de l'amplitude de l'onde (elle dépend uniquement du milieu).