Onde progressive
Mathématiquement parlant, et physiquement aussi, une onde de propagation (comme les ondes
électromagnétiques) se représente à l’aide d’une équation qui tient compte de ses caractéristiques : amplitude,
fréquence, pulsation, nombre d’onde, longueur d’onde, vitesse de phase. Ces propriétés varient d’une onde à
l’autre. Concentrons-nous sur l’image qu’on peut se faire d’une onde plane de propagation à laquelle on a ajusté
les paramètres quantifiant ses diverses propriétés. À quoi ressemble une onde de grande amplitude, dont la
longueur d’onde est petite, dont la fréquence est élevée? Que signifie nombre d’onde, vitesse de phase,
pulsation? D’abord un petit sommaire des propriétés d’une onde de propagation dont la forme est sinusoïdale :
Exemple : E = Emax cos k(x – vt) ou E = Emax cos(k x - wt) ou E = Emax cos 2 p ( x / l - f t).
Amplitude (Emax) : valeur maximale de la perturbation du milieu traversé par l’onde.
Longueur d’onde ( l ) : longueur d’une alternance complète et qui se répète indéfiniment.
Nombre d’onde ( k ) : nombre de fois
qu’une longueur d’onde est comprise sur
une distance longue de 2 p unités ou
approximativement 6,28 unités. Formule :
k = 2p / l
Fréquence (f) : cadence de l’onde ou
nombre d’alternances par unité de temps.
Pulsation : (w : valeur associée à la
fréquence par la formule w = 2 p f).
Vitesse de phase (v) : c’est la vitesse de
propagation de l’onde ou la vitesse de ses
crêtes le long d’un axe de propagation.
Formules utiles : v = w / k = l f.
Le but de cet exercice est de vous
familiariser avec l'allure d'une onde
progressive à partir de l'établissement de
ses paramètres. Identifiez ses propriétés et
modifiez les paramètres qui y sont
associés. Détectez les liens entre eux.
Étudiez particulièrement les liens et les
circonstances qui réunissent la vitesse de
phase v d'une onde à son nombre d'onde
k. Dans un guide d'ondes, peut-on modifier
la vitesse de phase d'une onde en
modifiant son nombre d'onde?
Ondes progressives