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Onde

« Onde » expliqué aux enfants par Vikidia, l’encyclopédie junior
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Propagation d'une onde.
Onde se propageant sur une corde visible.

Une onde est le déplacement d'une compression ou d'une dilatation de matière. Il faut imaginer des éléments serrés qui poussent leurs voisins pour avoir de la place et ainsi de suite. Les vagues sont des représentations des ondes, l'eau plus compressée se soulève (le haut de la vague) avant de pousser l'eau à côté qui se soulève à son tour et laisse les premières redescendre (le creux de la vague). Après le passage d'une onde, les éléments reviennent à leur place. Dans le cas d'une vague dans l'eau, contrairement à ce que l'on imagine, l'eau ne se déplace pas, c'est l'onde qui se déplace.

Il existe différents types d'ondes, par exemple :

  • le son est constitué d'ondes. Pendant un son, les molécules de l'air sont compressées et dilatées plusieurs fois par seconde. L'oreille humaine perçoit les compressions et dilatations de l'air entre 20 fois par seconde pour les sons très graves et 20 000 fois par seconde pour les sons très aigus.
  • la lumière est en partie constituée d'ondes qui se perçoivent comme des couleurs différentes en fonction de leur longueur d'onde.
  • les secousses des tremblements de terre sont des ondes également dans le sol (vibrations de 5 à 15 fois par seconde qui partent de l'épicentre) ;

Catégories[modifier | modifier le wikicode]

Dominos avant de tomber en vague se poussant l'un après l'autre.

On peut classer les ondes en deux catégories :

Les ondes mécaniques
Ce sont les ondes qui ont besoin d'une matière (d'un milieu) pour se déplacer. Si quelqu'un se met à parler dans l'eau, sa voix est modifiée : le son ne peut pas se propager dans le vide, il faut qu'elle ait un milieu extensible pour se propager.
Exemples : le son, les ondes sismiques (celles des tremblements de terre), vague, etc.
Les ondes électromagnétiques
Ce sont les ondes qui n'ont pas besoin d'un milieu, qui peuvent se propager dans le vide (c'est-à-dire dans l'espace). Ces ondes se transportent à la vitesse de la lumière.
Exemples : les rayons X, ultraviolets, la lumière (pour l'œil humain), les micro-ondes (radar, micro-onde), les ondes radio.

Caractéristiques[modifier | modifier le wikicode]

Les caractéristiques principales d'une onde sont sa vitesse de propagation (ou célérité) et sa fréquence. On donne également la longueur d'onde, qui peut se calculer avec les deux premières valeurs, et qui est surtout employée pour les ondes électromécaniques comme les ondes radio.

Vitesse de propagation[modifier | modifier le wikicode]

Onde d'une secousse avançant sur une corde.

On appelle la vitesse de propagation d'une onde sa célérité, pour ne pas confondre avec la vitesse de déplacement d'un vrai objet, puisque dans le cas d'une onde, la matière comme un nageur dans les vagues a un petit mouvement, mais qui n'est pas un déplacement à la vitesse de l'onde qui passe en faisant monter et descendre le nageur.

La célérité d'une vague sur l'eau en surface se voit facilement et n'est pas très élevée ; on peut marcher ou courir à la même vitesse. Dans une bassine peu profonde les vaguelettes vont moins vite à quelques cm par seconde; La vitesse d'une vague dépend de sa longueur d'onde et de la profondeur. Elle ralentit si la profondeur de l'eau, est réduite comme au bord de la mer sur une plage, la vague s'écrase, car le haut de la vague avec plus de profondeur continue plus vite que le bas de la vague moins profond freinée par le sable. Mais à grande profondeur une vague de fond sur 4km de profondeur comme un tsunami après un tremblement sous marin à plus de 4km de profondeur avance très vite plus de 100m par seconde et au bord de la plage elle devient énorme destructrice gonflée par son ralentissement à faible profondeur à quelques mètres par seconde.

La célérité du son est nettement plus importante, environ 340 mètres par seconde ou 1 200 kilomètres par heure, mais on peut assez facilement la mesurer avec un chronomètre et en connaissant la distance d'où vient un son (en faisant une division). La célérité la plus rapide possible d'une onde est la vitesse de la lumière, environ 300 000 kilomètres par seconde.

Fréquence[modifier | modifier le wikicode]

C'est le nombre de fois que l'onde oscille par seconde. Son unité est le hertz. S'il y a une vague par seconde, la fréquence est de 1 hertz. S'il y a deux vagues par seconde, la fréquence est de 2 hertz.

Les sons que l'on peut entendre ont des fréquences d'environ 20 hertz à 20 000 hertz. Les fréquences les plus faibles correspondent aux sons très graves, les fréquences élevées à des sons très aigus. Les ondes radio FM ont une fréquence de 300 000 à 300 000 000 vibrations par seconde égal à 0,3 GigaHertz. Les ondes des téléphones mobiles sont autour du Gigahertz du milliard d'oscillations par secondes.

Longueur d'onde[modifier | modifier le wikicode]

Vagues en bord de mer, la longueur entre deux sommets est la longueur d'onde.

La longueur d'onde est la distance entre deux "vagues" de l'onde. Plus elles sont rapprochées, plus la longueur d'onde est faible (et donc la fréquence élevée) et plus elles sont éloignées, plus la longueur d'onde est grande (et la fréquence faible).

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