Onde mécanique progressive
Définition : Notion d'onde mécanique progressive
Une onde mécanique est définie comme la perturbation d'un milieu matériel élastique qui se propage dans toutes les directions qui lui sont offertes.
Au niveau Microscopique, la déformation se propage de proche en proche par collisions entre les particules qui composent le milieu matériel.
Vous pouvez visualiser l'animation ci-dessous dans le cas de la goutte d'eau et du son pour vous représenter le phénomène.
Attention, l'onde lumineuse présentée dans l'animation n'entre pas dans le cadre des ondes mécaniques. La lumière ne nécessite pas de milieu matériel pour se propager, c'est une onde électromagnétique.
Si l'onde se propage dans une seule direction, elle est dite à une dimension.
C'est le cas de l'onde qui se propage le long d'une corde tendue.
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Si l'onde se propage dans un plan, elle est dite à deux dimensions.
C'est par exemple le cas des vagues à la surface de l'eau.
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Si l'onde se propage en volume, dans toutes les directions possibles, elle est dite à trois dimensions.
C'est en particulier le cas de l'onde sonore.
Attention : Onde mécanique progressive et transport de matière
En classe, l'observation d'un objet flottant dans la cuve à onde en fonctionnement a permis de constater qu'il n'y avait pas de déplacement de matière dans la direction de propagation de l'onde.
La perturbation se propage donc sans transport de matière. En revanche, il y a transport d'énergie dans la direction de propagation.
Définition : Célérité d'une onde mécanique progressive
On définit la célérité (ou vitesse de propagation) de l'onde comme le rapport de la distance D parcourue par l'onde pendant l'intervalle de temps \(\mathbf{\Delta t}\).
Définition : Notion de retard
On considère deux points A et B séparés par la distance dAB.
L'onde arrive au point A à la date \(\mathbf t\) et au point B à la date \(\mathbf{t+\tau}\).
Le retard \(\mathbf \tau\) s'exprime en fonction de la distance et de la célérité de l'onde par la relation ci-dessous :