Ondes mécaniques progressives périodiques
Texte intégral
(2) Sommaire Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade. 1. Introduction générale sur les ondes. 2. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ?. 3. Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ?. 4. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ?. Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. 5. - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 2 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(3) Sommaire Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade. 1. Introduction générale sur les ondes. 2. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ?. 3. Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ?. 4. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ?. Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. 5. - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 2 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(4) Sommaire Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade. 1. Introduction générale sur les ondes. 2. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ?. 3. Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ?. 4. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ?. Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. 5. - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 2 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(5) Sommaire Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade. 1. Introduction générale sur les ondes. 2. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ?. 3. Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ?. 4. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ?. Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. 5. - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 2 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(6) Sommaire Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade. 1. Introduction générale sur les ondes. 2. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ?. 3. Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ?. 4. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ?. Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. 5. - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 2 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(7) Introduction Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ?. Photo 1 : Une houle est une onde mécanique provoquée par le vent et qui se propage à la surface de l’eau après interruption du vent . Photo 2 : lorsque ces ondes traversent un détroit leurs formes changent lorsqu’elles se propagent dans l’autre coté .. Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. Qu’est ce qu’une onde progressive périodique ? Quelles sont ces caractéristiques ? Que se passe-t-il lorsqu’une onde rencontre un obstacle ? .. 3 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(8) I. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ?. 1. Périodicité temporelle Activité 1 Étude d’une onde sonore périodique , en un point de l’espace . Un microphone capte le son émis par un instrument de musique jouant une note continue , puis le son émis par un diapason . À l’aide d’un oscilloscope relié au microphone , on visualise le signal sonore .. Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. .. . . .. .. .. . .. Onde émise par l’intrument .. 4 (2016-2017) 2ème Bac SM. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(9) I. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. Onde émise par le daipason. .. 5 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(10) I. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. Exploitation : Les ondes visualisées sont - elles periodiques ? Les deux ondes sont périodiques de période T donc les ondes sonores sont des ondes mécaniques progressives périodiques comparer les deux oscillogrammes . L’onde émise par l’instrument de musique est une onde mécanique progressive périodique . L’onde émise par le diapason est une onde périodique et sinusoïdale car la courbe est une sinusoïde . Sachant que la sensibilité horizontale de l’oscilloscope est de 0, 5ms/div . Calculer la période T de l’onde sonore émise par chaque instrument , en déduire leurs fréquences .. .. 6 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(11) I. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. Exploitation : Les ondes visualisées sont - elles periodiques ? Les deux ondes sont périodiques de période T donc les ondes sonores sont des ondes mécaniques progressives périodiques comparer les deux oscillogrammes . L’onde émise par l’instrument de musique est une onde mécanique progressive périodique . L’onde émise par le diapason est une onde périodique et sinusoïdale car la courbe est une sinusoïde . Sachant que la sensibilité horizontale de l’oscilloscope est de 0, 5ms/div . Calculer la période T de l’onde sonore émise par chaque instrument , en déduire leurs fréquences .. .. 6 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(12) I. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. Exploitation : Les ondes visualisées sont - elles periodiques ? Les deux ondes sont périodiques de période T donc les ondes sonores sont des ondes mécaniques progressives périodiques comparer les deux oscillogrammes . L’onde émise par l’instrument de musique est une onde mécanique progressive périodique . L’onde émise par le diapason est une onde périodique et sinusoïdale car la courbe est une sinusoïde . Sachant que la sensibilité horizontale de l’oscilloscope est de 0, 5ms/div . Calculer la période T de l’onde sonore émise par chaque instrument , en déduire leurs fréquences .. .. 6 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(13) I. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. Exploitation : Les ondes visualisées sont - elles periodiques ? Les deux ondes sont périodiques de période T donc les ondes sonores sont des ondes mécaniques progressives périodiques comparer les deux oscillogrammes . L’onde émise par l’instrument de musique est une onde mécanique progressive périodique . L’onde émise par le diapason est une onde périodique et sinusoïdale car la courbe est une sinusoïde . Sachant que la sensibilité horizontale de l’oscilloscope est de 0, 5ms/div . Calculer la période T de l’onde sonore émise par chaque instrument , en déduire leurs fréquences .. .. 6 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(14) I. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. Exploitation : Les ondes visualisées sont - elles periodiques ? Les deux ondes sont périodiques de période T donc les ondes sonores sont des ondes mécaniques progressives périodiques comparer les deux oscillogrammes . L’onde émise par l’instrument de musique est une onde mécanique progressive périodique . L’onde émise par le diapason est une onde périodique et sinusoïdale car la courbe est une sinusoïde . Sachant que la sensibilité horizontale de l’oscilloscope est de 0, 5ms/div . Calculer la période T de l’onde sonore émise par chaque instrument , en déduire leurs fréquences .. .. 6 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(15) I. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. Exploitation : Les ondes visualisées sont - elles periodiques ? Les deux ondes sont périodiques de période T donc les ondes sonores sont des ondes mécaniques progressives périodiques comparer les deux oscillogrammes . L’onde émise par l’instrument de musique est une onde mécanique progressive périodique . L’onde émise par le diapason est une onde périodique et sinusoïdale car la courbe est une sinusoïde . Sachant que la sensibilité horizontale de l’oscilloscope est de 0, 5ms/div . Calculer la période T de l’onde sonore émise par chaque instrument , en déduire leurs fréquences .. .. 6 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(16) I. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ?. Pour l’onde émise par l’instrument de musique : T = 4 × 0, 5 = 2ms 1 N = = 500Hz T 1 Pour l’onde émise par le diapason : T = 4 × 0, 5 = 2ms N = = 500Hz T. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 7 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(17) I. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ?. Définition de la périodicité temporelle La période T est appelé périodicité temporelle de l’onde progressive périodique , c’est la plus petite durée au bout de laquelle un point de milieu de propagation se retrouve dans le même état vibratoire . 1 La fréquence de l’onde est : f = T T s’exprime en seconde et f ou N s’exprime en hertz (Hz) La période T ( ou la fréquence f ) caractérise une onde périodique .. - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 8 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(18) I. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ?. remarque Remarque : Une onde sonore est audible si sa fréquence est compris entre 20Hz et 20kHz environ .. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 9 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(19) I. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. 2. Périodicité spatiale d’une onde sonore Activité 2 Étude d’une onde sonore périodique , au même instant , en différents point de l’espace . On utilise deux microphones M1 et M2 branchés aux deux voies de loscilloscope et utilise comme source des ondes ultrasons un émetteur E. On place les deux microphones côte à côte. On fixe M1 et on éloigne lentement M2 de la source , le long d’une règle graduée. L’émetteur émit des ondes ultrasons progressives et périodiques sinusoïdales , la fréquence est réglée sur la valeur de N = 40kHz .. .. 10 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(20) I. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 11 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(21) I. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade. Exploitation Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ?. Qu’observe-t-on sur l’écran de l’oscilloscope : a. lorsque M1 et M2 sont côte à côte ? b. Lorsqu’on éloigne progressivement le microphone M2 Lorsque M1 et M2 sont placés côte à côte , on observe deux sinusoïdes de même période T qu atteignent leurs maximums et leurs minimums en même temps , on dit qu’elles sont en phases Lorsqu’on éloigne le microphone M2 , les sinusoïdes se décalent horizontalement , pour une distance particulière noté d = λ les deux sinusoïdes sont à nouveau en phase .. - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 12 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(22) I. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade. Exploitation Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ?. Qu’observe-t-on sur l’écran de l’oscilloscope : a. lorsque M1 et M2 sont côte à côte ? b. Lorsqu’on éloigne progressivement le microphone M2 Lorsque M1 et M2 sont placés côte à côte , on observe deux sinusoïdes de même période T qu atteignent leurs maximums et leurs minimums en même temps , on dit qu’elles sont en phases Lorsqu’on éloigne le microphone M2 , les sinusoïdes se décalent horizontalement , pour une distance particulière noté d = λ les deux sinusoïdes sont à nouveau en phase .. - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 12 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(23) I. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade. Exploitation Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ?. Qu’observe-t-on sur l’écran de l’oscilloscope : a. lorsque M1 et M2 sont côte à côte ? b. Lorsqu’on éloigne progressivement le microphone M2 Lorsque M1 et M2 sont placés côte à côte , on observe deux sinusoïdes de même période T qu atteignent leurs maximums et leurs minimums en même temps , on dit qu’elles sont en phases Lorsqu’on éloigne le microphone M2 , les sinusoïdes se décalent horizontalement , pour une distance particulière noté d = λ les deux sinusoïdes sont à nouveau en phase .. - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 12 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(24) I. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ?. Si on continu à déplacer M2 nous retrouvons les deux sinusoïdes en phase pour des positions de M2 consécutives , équidistantes séparées à nouveau d’une distance est un multiple de λ . d = k.λ Donc l’onde sonore présente une périodicité spatiale de période λ , appelé longueur d’onde. - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 13 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(25) I. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ?. Conclusion : L’onde sonore présente une double périodicité : * Une périodicité temporelle de période T ; * Une périodicité spatiale de période λ, appelé longueur d’onde .. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 14 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(26) I. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ?. 3. Période , longueur d’onde et fréquence Dans l’activité 2 lorsqu’on décale M2 d’une distance d de M1 , l’onde captée par M2 est en retard de τ par rapport à à celle captée par M1 . Si V est la vitesse de propagation de l’onde , on peut écrire : V=. d τ. Lorsque le retard est égale à la période T , les onde sont en phase et la λ distance d = λ, telle que V = soit λ = V.T T. - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 15 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(27) I. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ?. La longueur d’onde λ est la distance parcourue par l’onde pendant une période T λ = V.T (1). Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 16 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(28) I. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ?. On a vu que la vitesse de propagation d’une onde dépend du milieu de propagation . Par exemple le son se propage plus vite dans l’eau que dans l’air . En revanche la fréquence ou la période ne dépend pas du milieu de propagation . V D’après la relation λ = V.T = , la longueur d’onde dépend de V , N donc du milieu de propagation .. - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 17 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(29) I. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ?. La fréquence N d’une onde est caractéristique de cette onde , elle ne change pas si l’onde change du milieu . Ce n’est pas le cas de la longueur d’onde .. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 18 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(30) II. Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ?. Activité 3 Comment étudier la propagation d’une onde périodique à la surface de l’eau ? Un vibreur muni d’une pointe frappe , avec une fréquence connue , la surface de l’eau contenue dans une cuve à ondes . On éclaire la surface de l’eau avec un stroboscope qui est une source d’éclaires lumineux périodiques de fréquence Ne connue et réglables . Il permet de déterminer la fréquence N d’un phénomène périodique . On commence l’éclairement par des éclaires de fréquence élevée, puis diminuer progressivement la fréquence . Qu’observe-t-on ?. - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 19 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(31) II. Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 20 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(32) II. Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ?. Observation : * En absence des éclaires , il apparaît des rides circulaires qui se forment au pointe de vibreur et se propage sur la surface de l’eau , ce sont des ondes mécaniques progressives périodiques . * Lorsqu’on diminue la fréquence des éclaires du stroboscope i.e on augmente la période , pour une valeur Te de celle - ci on observe une première immobilité apparente des rides circulaires et du vibreur .. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 21 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(33) II. Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade. Interprétation : Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. L’immobilité des rides est une illusion pour l’observateur qui causé par la persistance des impressions lumineuses sur la rétine , dans ce cas la période des éclaires est égale à la période des rides circulaires ( entre deux éclaires successives , duré Te , chaque ride a pris la place de celle qui la précédait , duré T , i.e Te = T L’observation par stroboscope d’une immobilité apparente montre que le phénomène est périodique . Lors de l’immobilité apparente , on constate que les rides sont équidistantes : le phénomène présente une périodicité spatiale de valeur λ.. .. 22 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(34) II. Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ?. Conclusion Toute onde périodique progressive présente une double périodicité : * Une périodicité temporelle de période T ; * Une périodicité spatiale de période λ, appelé longueur d’onde .. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 23 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(35) Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ?. A. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. λ. S. B. λ. ; Observation d’une coupe transversale de la surface d’eau. .. 24 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(36) Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ?. Remarque : Dans le cas où le vibreur est muni d’une réglette , les rides sont rectilignes : l’onde est rectiligne progressive périodique . Par exemple les vagues à la surface de la mer .. Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 25 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(37) III. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ?. Activité 4 On produit une onde rectiligne sur la surface de l’eau d’une cuve à ondes . On dispose , sur le trajet des ondes , deux règles permettant de créer une ouverture de largeur réglable .. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 26 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(38) III. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade. 1 ère cas : on règle l’ouverture telle que l >> λ. Introduction générale sur les ondes. Onde incidente. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ?. λ. l. v. v. λ. - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 27 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(39) III. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade. 2 éme cas : on règle l’ouverture telle que l ≃ λ ou inférieure. Introduction générale sur les ondes. Onde incidente. Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ?. Onde défractée λ. l. v. v. λ. - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 28 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(40) III. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. Observation : Pour des ouverture assez étroite , l’onde n’est plus rectiligne ; elle apparaît circulaire , centrée sur l’ouverture. Interprétation . Le phénomène observé est un phénomène de diffraction , qui se produit lorsqu’une onde mécanique progressive périodique traverse une ouverture . Ce phénomène est important lorsque la largeur l de l’ouverture et la longueur d’onde λ de l’onde sont du même ordre de grandeur . Dans ce cas l’ouverture joue le rôle de source de très petites dimensions (source ponctuelle ) émettant une onde circulaire : tous les points situés derrière l’obstacle sont affectés par cette onde circulaire .. .. 29 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(41) III. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. Observation : Pour des ouverture assez étroite , l’onde n’est plus rectiligne ; elle apparaît circulaire , centrée sur l’ouverture. Interprétation . Le phénomène observé est un phénomène de diffraction , qui se produit lorsqu’une onde mécanique progressive périodique traverse une ouverture . Ce phénomène est important lorsque la largeur l de l’ouverture et la longueur d’onde λ de l’onde sont du même ordre de grandeur . Dans ce cas l’ouverture joue le rôle de source de très petites dimensions (source ponctuelle ) émettant une onde circulaire : tous les points situés derrière l’obstacle sont affectés par cette onde circulaire .. .. 29 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(42) III. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. Observation : Pour des ouverture assez étroite , l’onde n’est plus rectiligne ; elle apparaît circulaire , centrée sur l’ouverture. Interprétation . Le phénomène observé est un phénomène de diffraction , qui se produit lorsqu’une onde mécanique progressive périodique traverse une ouverture . Ce phénomène est important lorsque la largeur l de l’ouverture et la longueur d’onde λ de l’onde sont du même ordre de grandeur . Dans ce cas l’ouverture joue le rôle de source de très petites dimensions (source ponctuelle ) émettant une onde circulaire : tous les points situés derrière l’obstacle sont affectés par cette onde circulaire .. .. 29 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(43) III. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ?. Remarque : On peut aussi observer ce phénomène de diffraction lorsque l’onde rencontre une seule règle parallèle aux rides : des ondes circulaires derrière la règle .. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 30 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(44) III. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 31 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(45) III. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ?. Conclusion : Le phénomène de diffraction est caractéristique des ondes . Il se manifeste lorsque les dimensions d’une ouverture ou d’un obstacle sont inférieures ou de même ordre de grandeur que la longueur d’onde . L’onde diffractée a la même fréquence et la même longueur d’onde que l’onde incidente .. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 32 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(46) IV. La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade. Activité 5 Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ?. Quelle est l’influence de la fréquence d’une onde sur sa vitesse de propagation ? On produit une onde rectiligne sur la surface de l’eau d’une cuve . On mesure la longueur d’onde λ pour différentes fréquences N de vibration du vibreur . On ressembles ces mesures dans le tableau suivant : N(Hz) λ(m) V(m/s). Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ?. 0.882 0.025. 0.80 0.021. 0.523 0.0141. - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 33 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(47) IV. La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ?. Exploitation Compléter le tableau ci-dessous . N(Hz) 0.882 0.80 0.523 λ(m) 0.025 0.021 0.0141 V(m/s) 0.022 0.016 0.074 On définit le milieu dispersif où la vitesse de propagation dépend de sa fréquence . L’eau est-elle un milieu dispersif ? justifier . D’après le tableau , la vitesse de propagation de l’onde dépend de sa fréquence , donc l’eau est un milieu dispersif . Elle disperse les ondes mécanique périodiques progressives. - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 34 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(48) IV. La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ?. Exploitation Compléter le tableau ci-dessous . N(Hz) 0.882 0.80 0.523 λ(m) 0.025 0.021 0.0141 V(m/s) 0.022 0.016 0.074 On définit le milieu dispersif où la vitesse de propagation dépend de sa fréquence . L’eau est-elle un milieu dispersif ? justifier . D’après le tableau , la vitesse de propagation de l’onde dépend de sa fréquence , donc l’eau est un milieu dispersif . Elle disperse les ondes mécanique périodiques progressives. - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 34 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(49) IV. La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ?. Exploitation Compléter le tableau ci-dessous . N(Hz) 0.882 0.80 0.523 λ(m) 0.025 0.021 0.0141 V(m/s) 0.022 0.016 0.074 On définit le milieu dispersif où la vitesse de propagation dépend de sa fréquence . L’eau est-elle un milieu dispersif ? justifier . D’après le tableau , la vitesse de propagation de l’onde dépend de sa fréquence , donc l’eau est un milieu dispersif . Elle disperse les ondes mécanique périodiques progressives. - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 34 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(50) IV. La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ?. Exploitation Compléter le tableau ci-dessous . N(Hz) 0.882 0.80 0.523 λ(m) 0.025 0.021 0.0141 V(m/s) 0.022 0.016 0.074 On définit le milieu dispersif où la vitesse de propagation dépend de sa fréquence . L’eau est-elle un milieu dispersif ? justifier . D’après le tableau , la vitesse de propagation de l’onde dépend de sa fréquence , donc l’eau est un milieu dispersif . Elle disperse les ondes mécanique périodiques progressives. - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 34 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(51) IV. La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ? Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ?. Exploitation Compléter le tableau ci-dessous . N(Hz) 0.882 0.80 0.523 λ(m) 0.025 0.021 0.0141 V(m/s) 0.022 0.016 0.074 On définit le milieu dispersif où la vitesse de propagation dépend de sa fréquence . L’eau est-elle un milieu dispersif ? justifier . D’après le tableau , la vitesse de propagation de l’onde dépend de sa fréquence , donc l’eau est un milieu dispersif . Elle disperse les ondes mécanique périodiques progressives. - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 34 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(52) IV. La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ?. Conclusion : Un milieu dispersif est un milieu dans lequel la vitesse de propagation d’une onde dépend de sa fréquence .. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 35 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
(53) IV. La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ? Ondes mécaniques progressives périodiques allal Mahdade Introduction générale sur les ondes Comment caractériser une onde mécanique progressive périodique ? Comment caractérise une onde périodique à la surface de l’eau ?. Exemple : L’eau est un milieu dispersif . L’air ne l’est généralement pas . Lorsque l’intensité sonore est trop grande (tonner) , l’air peut être dispersif .. Que se passe-t-il quand une onde rencontre un obstacle ? - La célérité d’une onde dépend elle de sa fréquence ?. .. 36 (2016-2017) 2ème Bac SM. .. .. . . .. .. .. . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. .. allal Mahdade. ..
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