ondes ,optique et physique moderne exam #1 Flashcards
expliquer c’est quoi un mouvement périodique des oscillations
mouvement qui se répète à intervalle réguliers
expliquer c’est quoi une oscillation
une fluctuation périodique de la valeur d’une grandeur physique au-dessus et au dessous d’une certaine valeur d’équilibre
donner les caractéristique de l’oscillation harmonique simple
- amplitude constante: l’amplitude (A) est la valeur max de la position, calculée à partir de la position d’équilibre
- période constante : la période (T) est le temps requis pour effectuer un cycle complet
c’est quoi La fréquence ( f = T-1 )
est le nombre d’oscillations effectuées en une seconde [s-1]
c’est quoi La fréquence angulaire ( w = 2p f )
est une mesure en radians de la fréquence [rad/s]
Qu’est-ce qu’une onde ?
- c’est une perturbation (oscillation) qui se propage dans un milieu.
c’est quoi une perturbation (vibration)
est un changement local et temporaire des propriétés d’un milieu.
c’est quoi une propagation de proche en proche.
Chaque segment du milieu perturbé a une incidence sur le segment suivant ; il lui transmet l’oscillation
qui suis-je : les perturbations se déplacent dans un milieu matériel et élastique qui est considéré autrement dans un état d’équilibre. Ces ondes transportent de l’énergie et de la quantité de mouvement, mais sans transport net de matière.
les ondes mécaniques
c’est quoi des ondes continues périodiques
lorsque les perturbations sont successives à intervalle réguliers
lorsqu’une perturbation est unique
on parle d’impulsion
quel sont les deux modes de perturbation
oscillation transversale
oscillation longitudinale
ondes transversale
l’ondes a une perturbation perpendiculaire à sa direction de propagation
ondes longitudinale
- L’onde perturbe le milieu d’un mouvement oscillant dans la même direction. que sa propagation
- on parle de zones de compression et de zones de raréfaction ou dilatation
si l’onde se propage vers la droite selon selon le référentiel inertiel : la vitesse est-elle positive ou négative
positive
si l’onde se propage vers la gauche selon selon le référentiel inertiel : la vitesse est-elle positive ou négative
négative
Si la source de perturbation agit comme un oscillateur harmonique simple, la fonction d’onde est…
sinusoïdale et conserve les propriétés de l’oscillation harmonique. Cela à pour effet d’avoir notamment une double périodicité.
quel sont les conditions d’un pendule simple .
- La suspension d’un objet se fait à partir d’un point unique à l’aide d’un lien.
- Le lien ne doit pas se déformer lors du mouvement d’oscillation.
- La quasi-totalité de la masse du système oscillant est concentrée en un point (masse ponctuelle) éloigné du point de suspension.
- L’amplitude angulaire est suffisamment petite ( angle max < pie /6)
c’est quoi une double périodicité
Pour représenter l’onde graphiquement, il faut fixer l’une des deux variables indépendantes et représenter la courbe produite par la variation de l’autre.
c’est quoi l’onde en fonction de la position
- l’onde sera de forme sinusoïdale
- La périodicité est de forme temporelle
- longueur d’onde (m)
expliquer c’est quoi le nb d’onde angulaire k
est donc la quantité de radians survenant par unité de longeur (rad/m)
Que se passe-t-il lorsqu’une onde est confrontée à un changement de milieu ?
Il y a d’un côté une transmission partielle de l’onde vers le nouveau milieu et de l’autre une réflexion partielle retournant dans le milieu d’origine.
(l’arrivée à une interface ) Le rapport de proportionnalité transmission/réflexion dépend de quoi
des caractéristiques de l’interface entre les deux milieux.
( l’arrivée à une interface) quel sont les variable fixe d’une onde
(w, truc bizz, v, T) ne changent pas lors d’une réflexion, mais peuvent varier grandement dans le cas d’une transmission
quel sont les deux types de réflexions et les expliquer
Réflexion dure: L’onde passe d’un milieu de **faible densité **vers un milieu de forte densité. La perturbation est réfléchie et inversée transversalement.
Réflexion molle : L’onde passe d’un milieu de forte densité vers un milieu de faible densité. La perturbation garde sa direction transversale.
expliquer la réflexion dure (réflexion optimale )
Si la densité du second milieu tend vers l’infini, on peut prétendre avoir une extrémité fixe. Lorsque l’onde atteint le « mur », celui-ci exerce une force opposée à la perturbation, ce qui cause l’inversion transversale.
expliquer la réflexion molle (réflexion optimale )
Si maintenant la densité du second milieu tend vers zéro, on peut prétendre que l’extrémité est libre. Aucune force verticale n’oppose la perturbation, alors il n’y a pas d’inversion.
quel formule donne le max du ventre
2A
Principe de superposition linéaire
Si plusieurs ondes se chevauchent, il y aura une interaction entre elles. Les perturbations s’additionnent en un même point ; on parle de superposition des ondes.
L’interférence constructive
Lorsque les directions transversales des ondes sont identiques, le déplacement de la perturbation résultante est plus élevé (amplitude plus grande).
L’interférence destructive.
Lorsque les directions transversales des ondes sont opposées, le déplacement est plus faible (amplitude plus petite, voire nulle).
onde stationnaire
- Soit deux ondes progressives sinusoïdales identiques se propageant sur une corde (assez longue) à partir de chaque extrémité en direction opposée.
Caractéristiques de l’onde stationnaire
l’onde stationnaire ne se propage pas.
des noeuds
sont les points restant constamment au repos.
Ondes stationnaires par réflexion
- On peut profiter de la conservation des propriétés de l’onde lors d’une réflexion optimale pour produire une onde stationnaire.
- L’onde progressive sinusoïdale interfère avec elle-même peu importe le type de réflexion.
les ventres
ont les points situés à mi-chemin entre les nœuds, où l’amplitude résultante atteint le double de celle des ondes individuelles.
Ces bons par demi-longueur d’onde s’appellent
les harmoniques.
le son est quel type d’onde
onde longitudinale, il se propage donc par fluctuation de la pression du milieu.
En moyenne, les humains peuvent entendre des sons sur une plage de fréquences allant de …
20 Hz jusqu’à 20 000 Hz.
Pour les fréquences inférieures à 20 Hz
d’infrasons
Pour les fréquences supérieures à 20 000 Hz
on parle d’ultrasons.
front d’onde
Lorsqu’une onde se propage en plusieurs dimensions, il existe un ensemble continu de points où la fonction d’onde est décrite par la même phase. Cet ensemble porte le nom de front d’onde.
front d’onde 2D sont représenter comment?
cercles concentriques formés à la surface de l’eau lorsqu’on y jette une pierre (2D).
front d’onde 3D sont représenter comment?
les fronts d’onde sont de forme sphérique centrée sur la source.
que se passe t’il lorsque les fronts d’ondes se retrouve loins de la source
Très loin de la source, la courbure des fronts d’onde est très faible et on les approxime souvent à des fronts d’onde « plan », on parle alors d’ondes planes.
l’effet doppler
La perception de la fréquence est modulée par la vitesse relative de la source et de l’observateur par rapport aux molécules d’air considérées au repos.
Un observateur n’attend donc pas un son à la même hauteur (haute fréquence = son plus aigu) lorsque la source est en mouvement ou lorsque la source est au repos (selon sa perspective inertielle).
Toutefois il peut arriver que le module de la vitesse de la source dépasse celui du son, on a alors …
une onde de choc supersonique. Les ondes se superposent en un cône formé à l’arrière de la source.
expliquer c’est quoi les battement
Si deux ondes ont des fréquences proches l’une de l’autre, elles interfèrent dans le temps. Le résultat est un phénomène périodique temporel appelé battement.
(bloc resort ) que se passe t-il lorsque les resort est a une positon d’équilibre
À la position d’équilibre, la masse possède sa vitesse maximale; son énergie cinétique est maximale.
Mais le ressort est à l’équilibre; il n’y a aucune énergie potentielle.
( bloc resort) que se passe t-il lorsque les resort est complètement étiré ou comprimé
Lorsque le ressort est complètement étiré ou comprimé, l’énergie potentielle est maximale.
Mais la vitesse de la masse est nulle (elle arrête); il n’y a aucune énergie cinétique.
Un oscillateur modélisé par une OHS a une fréquence angulaire indépendante de l’amplitude de son mouvement. On parle alors de
fréquence angulaire propre.
