Formule d'onde - Définition, équations, caractéristiques, propriétés, types, symptômes et exemples de questions
Dans cette ère moderne, la technologie est devenue importante. La technologie peut faciliter le travail et réduire les distances réelles de plusieurs milliers de kilomètres, par exemple grâce à l'utilisation du téléphone. L’un des éléments importants qui soutiennent l’existence de la technologie sont les moyens, par exemple l’énergie ou les vagues comme médium.
De nombreux objets électroniques utilisent les propriétés des ondes, par exemple la nature des ondes qui peuvent se propager. Les humains utilisent le vide pour fabriquer des ampoules dont l'espace à l'intérieur de l'ampoule est de l'espace. vide.
Il existe autour de nous de nombreux appareils électroniques dont la technologie utilise les ondes, mais la plupart d’entre nous ne les connaissent pas et ne les comprennent pas pleinement. Et nous aborderons plus spécifiquement l’utilisation des ondes et des ondes sonores dans la vie quotidienne dans le prochain chapitre.
Lisez également les articles qui peuvent être liés: Onde électromagnétique
Comprendre les vagues
Vague est une vibration qui se propage, dans sa propagation l'onde transporte de l'énergie. En d’autres termes, les ondes sont des vibrations qui se propagent et les vibrations elles-mêmes sont la source des ondes. Ainsi, les ondes sont des vibrations qui se propagent et les ondes en mouvement se propageront. énergie (pouvoir). Les ondes peuvent également être interprétées comme une forme de vibration qui se propage dans un milieu.
Dans les vagues, c'est l'onde qui se propage et non le milieu intermédiaire. La longueur d'une onde peut être observée en calculant la distance entre les vallées et les collines (ondes transversales) ou en calculant la distance entre une densité et un espace (ondes longitudinales). La vitesse de propagation d’une onde est la distance parcourue par l’onde en une seconde.
Équation de vague
Information:
A = amplitude
k = numéro d'onde (constante d'onde)
ω = vitesse angulaire
y = Déviation de la vague (m)
v = Vitesse de propagation des ondes (m/s)
a = Accélération des vagues (m/s²)
Formule de vague
Détermination de la fréquence, de la période et de la longueur d'onde
Réfraction des ondes
Lisez également les articles qui peuvent être liés: Comprendre le télescope
Caractéristiques des vagues
Voici plusieurs caractéristiques des vagues, constituées de :
- Peut être réfléchi ou mis en miroir
Vous connaissez cet événement de réflexion d’onde lorsque vous étudiez l’optique géométrique. En classe x, dans ce cas la loi de réflexion selon Snellius s'applique. - Peut être réfracté (réfraction)
La réfraction peut se produire lorsque les ondes traversent deux milieux différents. - Peut être fléchi (diffraction)
La diffraction (flexion) se produit lorsque les ondes traversent un espace étroit. - Peut être combiné ou combiné (interférence)
L'interférence des ondes se produit lorsque deux ondes se réunissent (se combinent) pour produire un motif d'interférence maximum et minimum. - Peut être polarisé (polarisation)
La polarisation est l'événement dans lequel une partie ou la totalité de la direction des vibrations des ondes est absorbée. Cet événement de polarisation ne se produit que dans les ondes transversales. - Peut être décomposé (dispersion)
Pourquoi le ciel est bleu?? En effet, la lumière du soleil présente des symptômes de dispersion. La lumière du soleil que vous voyez est blanche, mais elle est en réalité composée de rayons rouges, oranges, jaunes, verts, bleus, indigo et violets. Cela se produit lorsque le ciel apparaît bleu lorsque vous regardez un tableau blanc, ce qui signifie que tous les pigments de couleur se reflètent dans nos yeux.
Propriétés des vagues
Voici plusieurs propriétés des ondes, constituées de :
1. Propriétés des ondes sonores
- Les ondes sonores nécessitent un milieu pour se propager
Les ondes sonores étant des ondes mécaniques, le son nécessite un milieu pour se propager. Cela peut être prouvé lorsque deux astronautes sont loin de la Terre et que l'atmosphère de l'avion est vide. dans l'air, l'astronaute ne peut pas avoir de conversation directe mais utilise des outils de communication tels que Téléphone. Même si les deux astronautes étaient dans le même avion. La capacité d’un médium à faire vibrer les particules varie; il existe même des médiums qui peuvent amortir le son, par exemple l’eau. - Les ondes sonores subissent une réflexion (réflexion)
L'une des propriétés des ondes est qu'elles sont réfléchies, les ondes sonores peuvent donc également en faire l'expérience. La loi de la réflexion des ondes: angle d'incidence = angle de réflexion s'applique également aux ondes sonores. Il est prouvé que la réflexion du son dans un espace clos peut provoquer des échos. C'est-à-dire qu'une partie du son réfléchi coïncide avec le son d'origine, de sorte que le son d'origine semble peu clair. Pour éviter les échos dans les cinémas, studios, radios, télévisions et salles de concert musique, les murs sont recouverts d'une substance insonorisante généralement composée de laine, de coton, de verre, de caoutchouc ou du fer. - Les ondes sonores expérimentent la réfraction (réfraction)
L’une des propriétés des ondes est qu’elles subissent une réfraction. Événements de réfraction dans la vie quotidienne, par exemple, la nuit, le bruit du tonnerre est plus fort que pendant la journée. En effet, pendant la journée, l'air des couches supérieures est plus frais que celui des couches inférieures. Parce que la vitesse du son à des températures froides est plus petite qu’à des températures chaudes, la vitesse du son dans les couches d’air La couche supérieure est plus petite que la couche inférieure, ce qui fait que le milieu de la couche supérieure est plus dense que le milieu de la couche. inférieur. Le contraire se produit la nuit. Ainsi, pendant la journée, le bruit des éclairs se propage de la couche d’air supérieure à la couche d’air inférieure. Si le son entrant se propage verticalement vers le bas, la nuit, la direction de propagation du son est plus proche de la ligne normale. Il est préférable que pendant la journée, la direction de propagation du son soit réfractée par rapport à la ligne normale. Conformément à la loi de réfraction des ondes, les ondes provenant d'un milieu moins dense vers un milieu plus dense seront réfractées plus près de la ligne normale ou vice versa. - Expérience des ondes sonores en flexion (diffraction)
Les ondes sonores subissent très facilement la diffraction car les ondes sonores dans l’air ont des longueurs d’onde comprises entre quelques centimètres et plusieurs mètres. La diffraction est la courbure des ondes lorsqu'elles traversent un espace, la taille de l'espace est de l'ordre de la longueur d'onde. Comme nous le savons, les ondes plus longues sont plus facilement diffractées. Des événements de diffraction se produisent, par exemple, lorsque nous pouvons entendre le bruit du moteur d'une voiture dans un virage, même si nous n'avons pas vu la voiture car elle est bloquée par un grand bâtiment au bord du virage. - Combinaison d'expériences d'ondes sonores (interférences)
Les ondes sonores présentent des symptômes de combinaison d'ondes ou d'interférences qui peuvent être divisés en deux, à savoir les interférences de construction ou renforcement du son et les interférences destructrices ou affaiblissement du son. Par exemple, lorsque nous sommes entre deux haut-parleurs ayant la même fréquence et la même amplitude ou presque, nous entendrons alternativement des sons forts et faibles. - Les ondes sonores expérimentent la propagation du son
L'interférence provoquée par deux ondes sonores peut provoquer des événements de propagation sonore, à savoir un renforcement et un affaiblissement du son. Cela est dû à la superposition de deux ondes qui ont des fréquences légèrement différentes et se propagent dans la même direction. Si les deux ondes sonores se propagent en même temps, elles produiront le son le plus fort lorsque les deux phases seront identiques. Si les deux vibrations sont en phase opposée, le son le plus faible sera produit.
Lisez également les articles qui peuvent être liés: Définition « Intensité » et (Application des ondes sonores)
2. Propriétés des ondes lumineuses
- Les ondes lumineuses subissent des interférences
Les ondes lumineuses, comme les ondes sonores, peuvent interférer. Pour obtenir une interférence lumineuse, il faut une source lumineuse cohérente, à savoir une source lumineuse ayant la même fréquence et une différence de phase fixe. Des sources de lumière cohérentes peuvent être observées à partir d'expériences menées par Young et Fresnell. Les interférences lumineuses peuvent produire des motifs de lumière sombre. Les motifs sombres résultent d’interférences destructrices (s’atténuant mutuellement) dues à la fusion de deux ondes de phases opposées. Le motif brillant résulte d'une interférence de construction (renforcement mutuel) due à la combinaison de deux ondes ayant la même phase. - Les ondes lumineuses subissent la diffraction
La diffraction des vagues est le processus de courbure des vagues provoqué par la présence d'une barrière sous la forme d'un espace ou d'une barrière de coin qui bloque une partie du front d'onde. La diffraction de la lumière se produit également dans des fentes étroites séparées, parallèles les unes aux autres et à la même distance. Plus l’espace est étroit, appelé réseau de diffraction, plus il y a d’espaces dans un réseau. Plus le motif de diffraction produit sur l’écran est net. La diffarfraction maximale se produit lorsque des lignes lumineuses apparaissent sur l'écran. Le motif de diffraction également formé par une fente ronde consiste en une forme centrale brillante entourée d'anneaux clairs et sombres. - Les ondes lumineuses expérimentent la polarisation
La polarisation est le processus de filtrage de la direction de vibration d'une onde. Cet outil permettant de filtrer la direction des vibrations s’appelle Polaroid. Un exemple est celui des cristaux. La polarisation se retrouve également en réflexion et réfraction et en double réfraction. L’absorption et la réflexion de la lumière par les particules sont appelées diffusion. Si une lumière non polarisée pénètre dans un milieu (gaz), la lumière diffusée peut être partiellement ou complètement polarisée. La direction de polarisation est telle qu'elle est perpendiculaire au plan formé par la ligne de lumière incidente et la ligne de visée.
3. Propriétés des ondes électromagnétiques
- Les changements du champ électrique et du champ magnétique se produisent en même temps.
- Les directions du champ électrique et du champ magnétique sont perpendiculaires l’une à l’autre.
- Les intensités des champs électriques et magnétiques sont directement proportionnelles les unes aux autres, notamment selon la relation E = c. B.
- La direction de propagation des ondes électromagnétiques est toujours perpendiculaire à la direction du champ électrique et du champ magnétique.
- Les ondes électromagnétiques peuvent se propager dans le vide.
- Les ondes électromagnétiques se propagent à une vitesse qui dépend uniquement des propriétés électriques et magnétiques du milieu.
- La vitesse de propagation des ondes électromagnétiques dans le vide est une constante générale et sa valeur est = 3 x 108 m/s.
- Les ondes électromagnétiques sont des ondes transversales.
- Les ondes électromagnétiques peuvent subir des processus de réflexion, de réfraction, de polarisation, d'interférence et de diffraction (courbure).
Types de vagues
Il existe plusieurs types de vagues, composées de :
1. Basé sur le support
- Ondes mécaniques, est une onde qui, dans sa propagation, nécessite un milieu qui canalise l'énergie pour le processus de propagation d'une onde. Le son est un exemple d'onde mécanique qui se propage à travers les changements de pression atmosphérique dans l'espace (la densité des molécules d'air).
- Onde électromagnétique, à savoir des ondes qui peuvent se propager même en l’absence de milieu. L'énergie électromagnétique se propage sous forme d'ondes dont plusieurs caractéristiques peuvent être mesurées, à savoir: la longueur d'onde, la fréquence, l'amplitude et la vitesse.
Les sources d’ondes électromagnétiques sont les suivantes :
- Oscillations électriques
- La lumière du soleil produit des rayons infrarouges
- Lampes au mercure qui produisent des ultraviolets
- Le tir d'électrons dans un tube à vide sur une puce métallique produit des rayons X (utilisés pour les rayons X) et les noyaux atomiques instables produisent des rayons gamma.
Des exemples d'ondes électromagnétiques dans la vie quotidienne sont les suivants :
- Onde radio
- Micro-ondes
- Rayons infrarouges
- Lumière ultraviolette
- Lumière visible
- Radiographies et
- Rayons gamma
Lisez également les articles qui peuvent être liés: Les « ondes sonores ultrasoniques » limitent l'audition humaine et (avantages de la réflexion dans la vie quotidienne)
2. Basé sur la direction de propagation et la vibration
Consiste en:
- Ondes transversales
à savoir des ondes dont la direction de propagation est perpendiculaire à la direction de vibration. Un exemple d’onde transversale est une onde de corde. Lorsque nous déplaçons la corde de haut en bas, il semble que la corde monte et descend dans une direction perpendiculaire à la direction du mouvement des vagues.
Le point culminant de la vague s'appelle culminer tandis que le point le plus bas est appelévallée. Amplitude est la hauteur maximale d'un pic ou la profondeur maximale d'une vallée, mesurée à partir de la position d'équilibre. La distance de deux points égaux et consécutifs sur une vague appelée longueur d'onde(appelé lambda – lettre grecque). La longueur d’onde peut également être considérée comme la distance d’un pic à l’autre ou la distance d’une vallée à l’autre.
- Vagues longitudinales
à savoir des ondes dont la direction de propagation est parallèle à la direction de vibration (par exemple les ondes slinky). Les ondes qui se produisent dans le slinki vibrant vont dans la même direction que la longueur du slinki sous forme de densité et de déformation. La distance entre deux densités adjacentes ou deux déformations adjacentes est appelée une vague.
Une série réunion Et souche se propage le long du printemps. Réunion est la zone où les spires du ressort se rapprochent, alors que souche est la zone où les spires du ressort se font face. Si les ondes transversales présentent un motif de pics et de creux, alors les ondes longitudinales sont constituées d'un motif de densité et de déformation. La longueur d'onde est la distance entre des densités successives ou des déformations successives. Il s'agit ici de la distance entre deux points de densité ou de déformation identiques et consécutifs.
Symptômes des vagues
Voici plusieurs symptômes de vagues, comprenant :
- Réflexion
Lors d'événements réflexion des vagues La loi de la réflexion des ondes s’appliquera, à savoir que l’angle de réflexion est le même que l’angle d’incidence. Cela signifie que lorsque le faisceau d’ondes incidentes forme un angle θ avec la ligne normale (une ligne perpendiculaire à la surface réfléchissante), alors le faisceau réfléchi formera un angle θ avec la ligne normale.
- Réfraction des ondes
Réfraction des ondes (réfraction) est la déviation de la direction d’un front d’onde lorsqu’il passe d’un milieu à un autre. Parfois, la réfraction et la réflexion se produisent simultanément. Lorsque des ondes entrantes frappent un autre milieu, certaines ondes seront réfléchies et d’autres seront transmises ou réfractées. La réfraction se produit parce que les ondes ont des vitesses différentes dans différents milieux.
- Ingérence
Interférence des ondes est la fusion ou la superposition d'ondes lorsque deux ou plusieurs ondes arrivent au même endroit en même temps. L'interférence de deux ondes peut produire des ondes dont les amplitudes se renforcent mutuellement (interférence maximum) et peut également produire des ondes dont les amplitudes s'atténuent (interférence le minimum).
- Diffraction des ondes
Diffraction des ondes C'est le cas d'une vague qui se courbe lorsqu'elle traverse un espace étroit ou une barrière.
Dans un même milieu, les ondes se propagent en ligne droite. Par conséquent, les ondes droites se propageront également dans le milieu sous forme d’ondes droites. Ceci ne s'applique pas si le support est doté d'une barrière ou d'un obstacle sous la forme d'un espace. Pour obtenir la bonne taille d’espace, l’onde entrante peut se plier après avoir traversé l’espace. La flexion des vagues provoquée par la présence d'une barrière sous la forme d'un espace est appelée diffraction des ondes.
Lisez également les articles qui peuvent être liés: "Stéganographie" Définition & (Principes - Critères - Aspects - Types)
Si la barrière d'espacement est donnée en largeur, alors la diffraction n'est pas aussi clairement visible. Le front d'onde qui traverse l'espace ne se courbe qu'au bord de l'espace, comme le montre la figure 9 ci-dessous. Si la barrière d'espacement est étroite, c'est-à-dire que sa taille est proche de l'ordre d'une longueur d'onde, alors la diffraction des ondes est très évidente.
Exemples d'application des ondes et des ondes sonores dans la vie quotidienne
Voici quelques exemples d'application des ondes et des ondes sonores dans la vie quotidienne, consistant en :
- Radio
L’énergie radio est la forme d’énergie électromagnétique la plus basse, avec des longueurs d’onde allant de milliers de kilomètres à moins d’un mètre. Les utilisations les plus courantes sont les communications, la recherche spatiale et les systèmes radar. Le radar est utile pour étudier les conditions météorologiques, les tempêtes, créer des cartes 3D de la surface de la Terre, mesurer les précipitations, le mouvement des glaces dans les régions polaires et surveiller l'environnement. La longueur d'onde du radar varie de 0,8 à 100 cm.
- Four micro onde
La longueur d'onde du rayonnement micro-ondes varie de 0,3 à 300 cm. Son utilisation se situe principalement dans les domaines de la communication et de l'envoi d'informations à travers des espaces ouverts, de la cuisine et des systèmes de pyjama actifs. Dans un système PJ actif, des impulsions micro-ondes sont tirées sur une cible et les réflexions sont mesurées pour étudier les caractéristiques de la cible. Un exemple d'application est l'imageur micro-ondes (TMI) de la Tropical Rainfall Measurement Mission (TRMM), qui mesure le rayonnement micro-ondes. émise par le spectre électromagnétique Énergie électromagnétique de l'atmosphère terrestre pour mesurer l'évaporation, la teneur en eau dans les nuages et l'intensité Pluie.
- Infrarouge
Les problèmes de santé peuvent être diagnostiqués en étudiant les émissions infrarouges du corps. Des photos infrarouges spéciales appelées thermogrammes sont utilisées pour détecter les problèmes de circulation sanguine, l’arthrite et le cancer. Le rayonnement infrarouge peut également être utilisé dans les alarmes antivol. Un voleur à son insu bloquera la lumière et cachera l’alarme. La télécommande communique avec le téléviseur via le rayonnement infrarouge produit par la LED (Light Emitting). Diode ) contenue dans l'unité, afin que nous puissions allumer le téléviseur à distance à l'aide de la télécommande contrôles.
- Ultra-violet
La lumière UV est nécessaire à l’assimilation des plantes et peut tuer les germes des maladies de la peau.
- radiographie
Les rayons X sont couramment utilisés dans le domaine médical pour photographier la position des os dans le corps, notamment pour déterminer les fractures. Cependant, vous devez être prudent lorsque vous utilisez des rayons X, car les cellules des tissus humains peuvent être endommagées en raison d'une utilisation prolongée des rayons X.
- Instrument de musique
Dans les instruments de musique comme les guitares, la source sonore est produite par des objets vibrants, à savoir des cordes. Si la corde est pincée avec une grande amplitude (déviation), le son produit sera plus fort. Et si la tension de la corde est tendue, le son sera plus aigu. De même avec les tambours et autres instruments de musique. Le son apparaît parce que la source sonore vibre.
- Lunettes aveugles
Équipé d'un dispositif d'envoi et de réception d'ultrasons utilisant l'envoi et la réception d'ultrasons.
- Mesurer la profondeur des océans
- Équipement médical
à l'échographie (ultrason). Par exemple, balayage par ultrasons fait en déplaçant sondes autour de la peau du ventre d'une mère enceinte, une image d'un fœtus sera affichée sur l'écran du moniteur. En observant des images du fœtus, les médecins peuvent surveiller la croissance, le développement et la santé du fœtus. Contrairement aux examens radiologiques, les examens échographiques sont sans danger (aucun risque), tant pour la mère que pour le fœtus, car L'inspection ou le test par ultrasons n'endommage pas le matériau traversé, c'est pourquoi on l'appelle test par ultrasons non dommageable (contrôle non destructif, abrégé CND).
Les techniques d’échographie sont également utilisées pour examiner le foie (qu’il y ait ou non des signes de cancer du foie) et le cerveau. Fabrication d'appareilsultrason pour retirer les tissus cérébraux endommagés sans avoir à procéder à une intervention chirurgicale au cerveau. « De cette façon, les patients n’ont pas besoin de subir une opération chirurgicale au cerveau à haut risque. L’ablation du tissu cérébral endommagé peut être effectuée sans avoir à couper et coudre le cuir chevelu ou à perforer le crâne.
Exemple de question vague
Une onde progressive se propageant sur un fil peut être exprimée par: y = 2 sin π (100t-4x) avec y en cm, x en m et t en secondes. Si le fil est constitué d’un matériau ayant une densité de masse par unité de longueur de 20 g/cm, alors la tension dans le fil est...
Discussion:
100π = ω
100π = 2πf
50 Hz = f
4π = k
4π = 2π/λ
2 = λ
V chaîne = λ * f
v = 2*50
v = 100
v = √(µ/f)
100 = √(20/f)
10000 = 20/f
F = 0,002N
Bibliographie:
- Beiser, Arthur. 1999. Concepts de physique moderne (traduction). Djakarta: Erlangga.
- Budikase, E et coll., 1987. Physique pour SMU. Jakarta: Ministère de l'Éducation et de la Culture.
C'est la discussion concernant Formule d'onde - Définition, équations, caractéristiques, propriétés, types, symptômes et exemples de questions J'espère que cet avis pourra accroître votre perspicacité et vos connaissances, merci beaucoup de votre visite. 🙂 🙂 🙂