Les différents types d'onde

Les différents types d'onde

Les ondes jouent un grand rôle dans de nombreux domaines de notre vie.

Pysique

Mots clés

vague, types de vagues, onde sonore, onde gravitationnelle, onde électromagnétique, onde mécanique, longitudinale, transversale, fréquence, amplitude, son, longueur d'onde, vitesse d'expansion, vibration, période d'oscillation, filtre polarisant, onde radio, micro-onde, lumière, lumière visible, radiations ultraviolettes, rayon infrarouge, onde polarisée, infrason, ultrason, antenne, gravitation, mécanique

Extras similaires

Scènes

Ondes longitudinales

  • Onde longitudinale - Le mouvement des particules est parallèle à la direction de la propagation de l'onde. Les ondes mécaniques qui voyagent à travers les gaz sont toujours longitudinales.
  • haut-parleur - Le haut parleur émet des ondes sonores longitudinales. Le son, comme les autres ondes, est caractérisé par sa longueur d'ondes, sa fréquence, la vitesse de son onde et son amplitude.
  • direction de la propagation des ondes
  • mouvement des particules

Les ondes mécaniques les plus simples sont les ondes sonores qui voyagent à travers divers gaz. La source du son engendre une vibration des molécules de gaz. Puis, les molécules déjà en vibration font vibrer les molécules avoisinantes. Ce processus est répété et c'est ainsi que se propage la vibration.

Les ondes mécaniques qui voyage via les gaz sont toujours longitudinales, c'est à dire que la direction du mouvement des particules est parallèle à la direction de la propagation des ondes. C'est parce que les particules de gaz ne s'attirent pas entre elles donc des efforts tranchants ne s'appliquent pas sur elles. Une seule particule ne peut faire vibrer que celles qui sont devant elle. Les ondes longitudinales ne peuvent pas être polarisées.

Ondes transversales

  • Onde transversale - Le mouvement des particules est perpendiculaire à la direction de la propagation de l'onde.
  • direction de la propagation des ondes
  • mouvement des particules

Les ondes mécaniques qui voyagent à travers les liquides ou les solides peuvent être soit transversales soit longitudinales.

Les ondes transversales sont des ondes dans lesquelles le déplacement des particules est perpendiculaire à la direction de l'onde. Quand nous pinçons une corde de guitare, l'onde voyage le long de la corde mais la vibration est perpendiculaire au mouvement de l'onde.

Si la vibration de l'onde se produit sur le même plan, alors l'onde est polarisée linéairement.

Ondes complexes

  • Vague - Ces ondes sont longitudinales et transversales à la fois: les particules d'eau se déplacent en cercle.

La plupart des ondes observées dans la nature ne sont pas purement transversales ou longitudinales, tout comme les ondes transversales ne sont pas toujours polarisées sur un même plan.

Ces mouvements des particules d'un certain moyen se produisent généralement en même temps. Tout mouvement d'onde complexe peut être décrit comme une combinaison d'une onde longitudinale et d'une ou plus onde(s) transversale(s). Par exemple, quand nous regardons les vagues dans l'eau, les particules ne se déplacent pas seulement de haut en bas, mais aussi d'avant en arrière; donc les vagues peuvent être décrites comme une combinaison d'ondes transversales et longitudinales.

Cela est dû au fait que l'eau n'est pas un moyen compressible, donc les particules qui se déplacent vers l'avant ne compressent pas les particules en dessous mais les poussent vers les côtés. Les vagues qui voyagent via un moyen solide (par ex. les ondes sismiques) sont encore plus complexes.

Polarisation

  • onde transversale polarisée circulairement - La combinaison des deux ondes transversales qui sont perpendiculaires entre elles.
  • onde transversale polarisée linéairement - Une onde dans laquelle les particules voyagent sur un plan unique; leur mouvement est perpendiculaire à la direction de la propagation de l'onde.
  • polarisateur - Les ondes deviennent linéairement polarisées quand elles passent par ce filtre.
  • polarisateur perpendiculaire

Une onde polarisée elliptiquement est la composition de deux ondes transversales, mais dans des cas spéciaux, une telle onde peut être polarisée circulairement.

Une onde polarisée circulairement peut être générée facilement en nouant une extrémité d'une corde élastique à une pale de ventilateur, et en gardant la corde tendue en tirant l'autre corde.

Afin de transformer une onde polarisée circulairement en onde polarisée linéairement, un polariseur doit être utilisé. Dans le cas des ondes mécaniques, ce polarisateur est un creux. Une fois que les ondes le traversent, elles deviennent linéairement polarisées. Si un autre polarisateur, perpendiculaire au premier, est placé sur la trajectoire de l'onde, l'onde ne le traversera pas.

Ondes électromagnétiques

  • radiation électromagnétique dipole - Le champ électrique changeant autour de l'antenne induit un champ magnétique changeant qui à son tour génère un champ électrique changeant, et ce processus est répété de manière infinie.
  • antenne - La distribution de la charge change périodiquement, par conséquent, le champ électrique formé autour de celle-ci change périodiquement.

Les ondes électromagnétiques ne sont pas des vibration d'un moyen matériel. En fait, elles n'ont pas besoin de moyen pour se propager et elles se propagent le plus rapidement dans le vide.

Elles sont générées quand le champ électrique changeant produit un champ magnétique changeant, qui à son tour génère un autre champ électrique changeant et ce processus se répète.

Dans le cas des ondes électromagnétiques, il n'y a pas de particules qui vibrent dans le champ de l'onde, donc il n'est pas simple d'interpréter la polarisation dans ce cas. Cependant, si nous identifions la direction de la vibration avec le vecteur de champ électrique changeant, les ondes électromagnétiques sont aussi considérées comme des ondes transversales, leur polarisation peut donc être linéaire ou plus complexe.

La lumière naturelle est une onde qui n'est pas polarisée dans un plan simple car elle ne provient pas d'une seule source. De nombreuses molécules ou atomes la génèrent indépendamment les uns des autres, la polarisant sur différents plans. La lumière naturelle peut être polarisée avec des filtres optiques polarisants.

Ondes gravitationnelles

  • Onde gravitationnelle - Elles peuvent être générées par exemple par deux étoiles qui sont en orbite l'une autour de l'autre.

Les ondes gravitationnelles sont générées en résultat des masses en accélération. Ce sont essentiellement des ondulations de l'espace-temps. Elles sont la conséquence de l'expansion et de la contraction de l'espace-temps en un point donné. Cela ne peut être détecté qu'avec des instruments très précis, et seulement les grandes masses en accélération, comme les étoiles binaires qui orbitent les unes autour des autres, peuvent générer des ondes gravitationnelles assez significatives pour être détectées.

Types d'ondes

  • Source
  • Mécanique
  • Electromagnétique
  • Gravitationnelle
  • Direction de la vibration
  • Longitudinale
  • Transversale
  • Complexe
  • Fréquence, longueur d'onde
  • Infrason - Est générée par les séismes, mais elle est aussi émise par les baleines et les éléphants. Elle possède une fréquence de 0 à 20 Hz.
  • Son audible - La fréquence des ondes sonores audibles pour les humains se trouve entre 20 et 20 000 Hz.
  • Ultrason - Elle est utilisée par les chauve-souris et les dauphins; on s'en sert en médecine pour faire des images de diagnostic. Elle possède une onde plus élevée de 20 000 Hz.
  • Onde radio - [b]Onde longue[/b] - longueur d'onde: 1,000–2,000 m, fréquence (Hz): 1.5×10⁵–3×10⁵ [b]Onde moyenne[/b] - longueur d'onde: 150–600 m, fréquence (Hz): 5×10⁵–2×10⁶ [b]Onde courte[/b] - longueur d'onde: 15–50 m, fréquence (Hz): 6×10⁶–2×10⁷ [b]Onde ultra-courte[/b] - longueur d'onde: 1–15 m, fréquence (Hz): 2×10⁷–3×10⁸ Les ondes radios sont utilisées par les radios et les radars.
  • Micro-onde - longueur d'onde: 1 m–0.03 mm, fréquence (Hz): 3×10⁸–10¹³ Elle est utilisée dans les téléphones mobiles, les routeurs Wi-Fi et les fours micro-ondes.
  • Rayon infrarouge - longueur d'onde: 0.3–760 nm, fréquence (Hz): 10¹²–3.9×10¹⁴ Le Soleil, le corps humain et les radiateurs rayonnent de la chaleur sous forme de rayons infrarouges également.
  • Lumière visible - longueur d'onde: 760–380 nm, fréquence (Hz): 3,9×10¹⁴–7,8×10¹⁴ La lumière est aussi un type d'onde électromagnétique.
  • Rayons ultraviolets - longueur d'onde: 380–10 nm, fréquence (Hz): 7,8×10¹⁴–3×10¹⁶ Une surexposition aux rayons UV provenant du Soleil cause des brûlures.
  • Rayons X - longueur d'onde: 1 nm–1 pm, fréquence (Hz): 3×10¹⁶–3×10²⁰ Une surexpositions aux rayons-X provenant de l'imagerie médicale peut endommager nos cellules.
  • Rayons gamma - longueur d'onde: 0.3 nm–30 fm, fréquence (Hz): 10¹⁸–10²² Les rayons gamma, d'origine cosmique ou générés par des réactions nucléaires, sont des ondes électromagnétiques au pouvoir très destructeur.
  • Autres ondes mécaniques

Les ondes jouent un rôle important dans de nombreux domaines de nos vies. Nous nous servons de nos sens pour détecter notre environnement. Les sons et la lumière, mais aussi les tremblements de terre, sont des ondes. Les émissions radio, les radars et les lasers sont aussi basées sur des ondes.

Les ondes peuvent être catégorisées selon diverses propriétés. Les catégories les plus courantes sont basées sur le moyen via lequel les ondes voyagent. Elles peuvent aussi être regroupées par polarisation et par fréquence.

Selon le moyen, les ondes peuvent être:

1) Mécaniques (par ex. le son, les ultrasons, les ondes sismiques, les vagues aquatiques).

2) Electromagnétiques (la lumière, la radio, les infrarouges, les ultraviolets, les rayons X, les rayons gamma, les micro-ondes)

3) Gravitationnelles

4) Les fonctions qui décrivent l'état quantique peuvent aussi être considérées comme des ondes, ce sont des fonctions d'onde.

Animation

  • Onde longitudinale - Le mouvement des particules est parallèle à la direction de la propagation de l'onde. Les ondes mécaniques qui voyagent à travers les gaz sont toujours longitudinales.
  • haut-parleur - Le haut parleur émet des ondes sonores longitudinales. Le son, comme les autres ondes, est caractérisé par sa longueur d'ondes, sa fréquence, la vitesse de son onde et son amplitude.
  • direction de la propagation des ondes
  • mouvement des particules
  • Onde transversale - Le mouvement des particules est perpendiculaire à la direction de la propagation de l'onde.
  • direction de la propagation des ondes
  • mouvement des particules
  • Vague - Ces ondes sont longitudinales et transversales à la fois: les particules d'eau se déplacent en cercle.
  • onde transversale polarisée circulairement - La combinaison des deux ondes transversales qui sont perpendiculaires entre elles.
  • onde transversale polarisée linéairement - Une onde dans laquelle les particules voyagent sur un plan unique; leur mouvement est perpendiculaire à la direction de la propagation de l'onde.
  • polarisateur - Les ondes deviennent linéairement polarisées quand elles passent par ce filtre.
  • polarisateur perpendiculaire
  • radiation électromagnétique dipole - Le champ électrique changeant autour de l'antenne induit un champ magnétique changeant qui à son tour génère un champ électrique changeant, et ce processus est répété de manière infinie.
  • antenne - La distribution de la charge change périodiquement, par conséquent, le champ électrique formé autour de celle-ci change périodiquement.
  • Onde gravitationnelle - Elles peuvent être générées par exemple par deux étoiles qui sont en orbite l'une autour de l'autre.
  • Source
  • Mécanique
  • Electromagnétique
  • Gravitationnelle
  • Direction de la vibration
  • Longitudinale
  • Transversale
  • Complexe
  • Fréquence, longueur d'onde
  • Infrason - Est générée par les séismes, mais elle est aussi émise par les baleines et les éléphants. Elle possède une fréquence de 0 à 20 Hz.
  • Son audible - La fréquence des ondes sonores audibles pour les humains se trouve entre 20 et 20 000 Hz.
  • Ultrason - Elle est utilisée par les chauve-souris et les dauphins; on s'en sert en médecine pour faire des images de diagnostic. Elle possède une onde plus élevée de 20 000 Hz.
  • Onde radio - [b]Onde longue[/b] - longueur d'onde: 1,000–2,000 m, fréquence (Hz): 1.5×10⁵–3×10⁵ [b]Onde moyenne[/b] - longueur d'onde: 150–600 m, fréquence (Hz): 5×10⁵–2×10⁶ [b]Onde courte[/b] - longueur d'onde: 15–50 m, fréquence (Hz): 6×10⁶–2×10⁷ [b]Onde ultra-courte[/b] - longueur d'onde: 1–15 m, fréquence (Hz): 2×10⁷–3×10⁸ Les ondes radios sont utilisées par les radios et les radars.
  • Micro-onde - longueur d'onde: 1 m–0.03 mm, fréquence (Hz): 3×10⁸–10¹³ Elle est utilisée dans les téléphones mobiles, les routeurs Wi-Fi et les fours micro-ondes.
  • Rayon infrarouge - longueur d'onde: 0.3–760 nm, fréquence (Hz): 10¹²–3.9×10¹⁴ Le Soleil, le corps humain et les radiateurs rayonnent de la chaleur sous forme de rayons infrarouges également.
  • Lumière visible - longueur d'onde: 760–380 nm, fréquence (Hz): 3,9×10¹⁴–7,8×10¹⁴ La lumière est aussi un type d'onde électromagnétique.
  • Rayons ultraviolets - longueur d'onde: 380–10 nm, fréquence (Hz): 7,8×10¹⁴–3×10¹⁶ Une surexposition aux rayons UV provenant du Soleil cause des brûlures.
  • Rayons X - longueur d'onde: 1 nm–1 pm, fréquence (Hz): 3×10¹⁶–3×10²⁰ Une surexpositions aux rayons-X provenant de l'imagerie médicale peut endommager nos cellules.
  • Rayons gamma - longueur d'onde: 0.3 nm–30 fm, fréquence (Hz): 10¹⁸–10²² Les rayons gamma, d'origine cosmique ou générés par des réactions nucléaires, sont des ondes électromagnétiques au pouvoir très destructeur.
  • Autres ondes mécaniques

Narration

Les ondes jouent un rôle important dans de nombreux domaines de nos vies. Nous nous servons de nos sens pour détecter notre environnement. Les sons et la lumière, mais aussi les tremblements de terre, sont des ondes. Les émissions radio, les radars et les lasers sont aussi basées sur des ondes.

Les ondes peuvent être catégorisées selon diverses propriétés. Les catégories les plus courantes sont basées sur le moyen via lequel les ondes voyagent. Elles peuvent aussi être regroupées par polarisation et par fréquence.

Selon le moyen, les ondes peuvent être des ondes mécaniques, des ondes électromagnétiques et des ondes gravitationnelles. Les fonctions qui décrivent l'état quantique peuvent aussi être considérées comme des ondes, ce sont des fonctions d'onde.

Les ondes mécaniques les plus simples sont les ondes sonores qui voyagent à travers divers gaz. La source du son engendre une vibration des molécules de gaz. Puis, les molécules déjà en vibration font vibrer les molécules avoisinantes. Ce processus est répété et c'est ainsi que se propage la vibration.

Les ondes mécaniques qui voyage via les gaz sont toujours longitudinales, c'est à dire que la direction du mouvement des particules est parallèle à la direction de la propagation des ondes. C'est parce que les particules de gaz ne s'attirent pas entre elles donc des efforts tranchants ne s'appliquent pas sur elles. Une seule particule ne peut faire vibrer que celles qui sont devant elle. Les ondes longitudinales ne peuvent pas être polarisées.

Les ondes mécaniques qui voyagent à travers les liquides ou les solides peuvent être soit transversales soit longitudinales.

Les ondes transversales sont des ondes dans lesquelles le déplacement des particules est perpendiculaire à la direction de l'onde. Quand nous pinçons une corde de guitare, l'onde voyage le long de la corde mais la vibration est perpendiculaire au mouvement de l'onde.

Si la vibration de l'onde se produit sur le même plan, alors l'onde est polarisée linéairement.

La plupart des ondes observées dans la nature ne sont pas purement transversales ou longitudinales, tout comme les ondes transversales ne sont pas toujours polarisées sur un même plan.

Ces mouvements des particules d'un certain moyen se produisent généralement en même temps. Tout mouvement d'onde complexe peut être décrit comme une combinaison d'une onde longitudinale et d'une ou plus onde(s) transversale(s). Par exemple, quand nous regardons les vagues dans l'eau, les particules ne se déplacent pas seulement de haut en bas, mais aussi d'avant en arrière; donc les vagues peuvent être décrites comme une combinaison d'ondes transversales et longitudinales.

Cela est dû au fait que l'eau n'est pas un moyen compressible, donc les particules qui se déplacent vers l'avant ne compressent pas les particules en dessous mais les poussent vers les côtés. Les vagues qui voyagent via un moyen solide (par ex. les ondes sismiques) sont encore plus complexes.

Une onde polarisée elliptiquement est la composition de deux ondes transversales, mais dans des cas spéciaux, une telle onde peut être polarisée circulairement.

Une onde polarisée circulairement peut être générée facilement en nouant une extrémité d'une corde élastique à une pale de ventilateur, et en gardant la corde tendue en tirant l'autre corde.

Afin de transformer une onde polarisée circulairement en onde polarisée linéairement, un polariseur doit être utilisé. Dans le cas des ondes mécaniques, ce polarisateur est un creux. Une fois que les ondes le traversent, elles deviennent linéairement polarisées. Si un autre polarisateur, perpendiculaire au premier, est placé sur la trajectoire de l'onde, l'onde ne le traversera pas.

Les ondes électromagnétiques ne sont pas des vibration d'un moyen matériel. En fait, elles n'ont pas besoin de moyen pour se propager et elles se propagent le plus rapidement dans le vide.

Elles sont générées quand le champ électrique changeant produit un champ magnétique changeant, qui à son tour génère un autre champ électrique changeant et ce processus se répète.

Dans le cas des ondes électromagnétiques, il n'y a pas de particules qui vibrent dans le champ de l'onde, donc il n'est pas simple d'interpréter la polarisation dans ce cas. Cependant, si nous identifions la direction de la vibration avec le vecteur de champ électrique changeant, les ondes électromagnétiques sont aussi considérées comme des ondes transversales, leur polarisation peut donc être linéaire ou plus complexe.

La lumière naturelle est une onde qui n'est pas polarisée dans un plan simple car elle ne provient pas d'une seule source. De nombreuses molécules ou atomes la génèrent indépendamment les uns des autres, la polarisant sur différents plans. La lumière naturelle peut être polarisée avec des filtres optiques polarisants.

Les ondes gravitationnelles sont générées en résultat des masses en accélération. Ce sont essentiellement des ondulations de l'espace-temps. Elles sont la conséquence de l'expansion et de la contraction de l'espace-temps en un point donné. Cela ne peut être détecté qu'avec des instruments très précis, et seulement les grandes masses en accélération, comme les étoiles binaires qui orbitent les unes autour des autres, peuvent générer des ondes gravitationnelles assez significatives pour être détectées.

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