Les éléments: Ondes

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Une onde est définie comme une perturbation qui se déplace, 4 paramètres caractérisent une onde:

Fréquence u: Il s'agit du nombre de vibrations par seconde mesurée en cycles/s ou en Hz (Hertz) ou [s-1]
Longueur d'onde C'est la distance qui sépare 2 points homologues d'une onde. Se mesure en mètres [m].
Energie E Il s'agit de l'énergie possédée par le mouvement ondulatoire, mesurée en joules [J].
Vitesse V La vitesse avec laquelle l'onde se déplace dans un certain milieu. L'unité est le [m/s].

On distingue deux grandes catégories d'ondes:

1) Ondes matérielles:

               

Ondes qui ont besoin d'un support pour se propager.

Par exemple une déformation appliquée à une extrémité d’un diapason se propage de proche en proche dans le métal. Les compressions périodiques de l’air environnant le diapason se propagent dans l’air, cela forme un son.
Le son est transmis dans le métal et dans l'air environnant (onde de pression).

2) Ondes électromagnétiques

Elles n'ont pas besoin d'un support matériel pour se propager.

La matière émet se type d'onde, une partie est détectée par l'oeil, c'est la lumière.    

Les ondes électromagnétiques se déplacent toutes à la même vitesse dans le vide, soit à la vitesse de la lumière c.
Energie et o.e.m.*

On a pu montrer que l'énergie d'une onde (Planck) est proportionnelle à sa fréquence et que le produit de la fréquence par la longueur d'onde donne la vitesse de l'onde.
h = constante de Planck

Classement des ondes électromagnétiques (o.e.m.) 


On appelle photon, l'énergie emmagasinée par une onde électromagnétique. Cela représente sommairement une sorte de "grain" d'énergie un "quantum d'énergie".

Les différentes couleurs sont dues à de petites variations de fréquence des ondes électromagnétiques.

Le mélange de lumières colorées est un processus additif. Le rouge, le vert et le bleu (RVB) réunis excitent les 3 sortes de cellules photosensibles de l’œil qui les interprète comme du blanc. Une teinte absorbe son complément (qui se transforme généralement en énergie thermique). En peinture la couleur observée résulte donc de la soustraction au blanc des diverses longueurs d'onde. Ainsi une peinture qui absorbe le rouge réfléchit le cyan (proche du bleu).

Exercice 1: Quelle est la différence principale entre une onde sonore et une onde électromagnétique?   

Exercice 2: Qu'est ce qui change, du point de vue ondulatoire, entre une lumière rouge et une lumière verte?       

Exercice 3: Qu'est-ce que la lumière blanche?       

Exercice 4: Expliquer brièvement pourquoi, quand on met du lithium dans une flamme, elle devient rouge.       

Exercice 5: Pourquoi les habits noirs sont-ils très chauds sous le soleil?       

Exercice 6: Les imprimantes à jet d'encre couleurs ont une cartouche noire et une cartouche contenant 3 couleurs. Quelles sont ces couleurs? Les autres couleurs sont-elles obtenues par addition ou soustraction de lumière?