ONDE TRANSVERSALE: CARACTÉRISTIQUES ET EXEMPLES - PHYSIQUE - 2025

Les ondes transversales sont celles dans lesquelles l'oscillation se produit dans une direction perpendiculaire à la direction de propagation des ondes. En revanche, les ondes longitudinales sont des ondes dans lesquelles le déplacement à travers le milieu se produit dans la même direction que le déplacement de l'onde.

Il convient de rappeler que les ondes se propagent à travers un milieu en raison de la vibration qu'elles provoquent dans les particules dudit milieu. Ainsi, la direction de propagation d'une onde peut être parallèle ou perpendiculaire à la direction dans laquelle les particules vibrent. Par conséquent, la distinction entre les ondes transversales et longitudinales est faite.

L'exemple le plus typique d'une onde transversale est les ondes circulaires qui se propagent à la surface de l'eau lorsqu'une pierre est lancée. Les ondes électromagnétiques comme la lumière sont également des ondes transversales. Quant aux ondes électromagnétiques, c'est le cas particulier où il n'y a pas de vibration de particules comme il y en a dans d'autres ondes.

Même ainsi, ce sont des ondes transversales car les champs électriques et magnétiques associés à ces ondes sont perpendiculaires à la direction de propagation de l'onde. D'autres exemples d'ondes de cisaillement sont les ondes transmises le long d'une chaîne et les ondes S ou les ondes sismiques secondaires.

caractéristiques

Les ondes, qu'elles soient transversales ou longitudinales, ont une série de caractéristiques qui les déterminent. En général, les caractéristiques les plus importantes d'une vague sont celles qui sont expliquées ci-dessous:

Amplitude de l'onde (A)

Elle est définie comme la distance entre le point le plus éloigné d'une onde et son point d'équilibre. Puisqu'il s'agit d'une longueur, elle est mesurée en unités de longueur (généralement mesurée en mètres).

Longueur d'onde (λ)

Elle est définie comme la distance (généralement mesurée en mètres) parcourue par une perturbation dans un intervalle de temps donné.

Cette distance est mesurée, par exemple, entre deux pics successifs (les pics sont le point le plus éloigné de la position d'équilibre en haut de l'onde), ou encore entre deux vallées (le point le plus éloigné de la position d'équilibre au bas de la vague) successifs.

Cependant, vous pouvez réellement mesurer entre deux points successifs sur la vague qui sont dans la même phase.

Période (T)

Il est défini comme le temps (généralement mesuré en secondes) qu'il faut à une vague pour parcourir un cycle complet ou une oscillation. Il peut également être défini comme le temps nécessaire à une onde pour parcourir une distance équivalente à sa longueur d'onde.

Fréquence (f)

Il est défini comme le nombre d'oscillations qui se produisent dans une unité de temps, généralement une seconde. Ainsi, lorsque le temps est mesuré en secondes (s), la fréquence est mesurée en Hertz (Hz). La fréquence est normalement calculée à partir de la période en utilisant la formule suivante:

f = 1 / T

Vitesse de propagation des ondes (v)

C'est la vitesse à laquelle l'onde (l'énergie de l'onde) se propage à travers un milieu. Elle est généralement mesurée en mètres par seconde (m / s). Par exemple, les ondes électromagnétiques voyagent à la vitesse de la lumière.

La vitesse de propagation peut être calculée à partir de la longueur d'onde et de la période ou de la fréquence.

V = λ / T = λ f

Ou simplement en divisant la distance parcourue par la vague dans un certain temps:

v = s / t

Exemples

Ondes électromagnétiques

Les ondes électromagnétiques sont le cas le plus important d'ondes de cisaillement. Une caractéristique particulière des rayonnements électromagnétiques est que, contrairement aux ondes mécaniques qui nécessitent un milieu pour se propager, elles ne nécessitent pas de milieu pour se propager et peuvent le faire dans le vide.

Cela ne veut pas dire qu'il n'y a pas d'ondes électromagnétiques traversant un milieu mécanique (physique). Certaines ondes transversales sont des ondes mécaniques, car elles nécessitent un milieu physique pour leur propagation. Ces ondes mécaniques transversales sont appelées ondes T ou ondes de cisaillement.

De plus, comme déjà mentionné ci-dessus, les ondes électromagnétiques se propagent à la vitesse de la lumière, qui dans le cas d'un vide est de l'ordre de 3 ∙ 10 ⁸ m / s.

Un exemple d'onde électromagnétique est la lumière visible, qui est un rayonnement électromagnétique dont les longueurs d'onde sont comprises entre 400 et 700 nm.

Ondes transversales dans l'eau

Un cas très typique et très graphique d'une onde transversale est celui qui se produit lorsqu'une pierre (ou tout autre objet) est jetée à l'eau. Lorsque cela se produit, des ondes circulaires sont produites qui se propagent à partir de l'endroit où la pierre a heurté l'eau (ou le foyer de la vague).

L'observation de ces ondes nous permet d'apprécier comment la direction de la vibration qui a lieu dans l'eau est perpendiculaire à la direction du mouvement de la vague.

Ceci est mieux vu si une bouée est placée près du point d'impact. La bouée monte et descend verticalement à l'arrivée des fronts de vagues, qui se déplacent horizontalement.

Le mouvement des vagues dans l'océan est plus compliqué. Son mouvement implique non seulement l'étude des ondes transversales, mais aussi la circulation des courants d'eau lors du passage des vagues. Pour cette raison, le mouvement réel de l'eau dans les mers et les océans ne peut pas être réduit à un simple mouvement harmonique.

Vague sur une corde

Comme déjà mentionné, un autre cas courant d'une onde transversale est le déplacement d'une vibration par une corde.

Pour ces vagues, la vitesse à laquelle la vague se déplace le long de la corde étirée est déterminée par la tension dans la corde et la masse par unité de longueur de la corde. Ainsi, la vitesse de l'onde est calculée à partir de l'expression suivante:

V = (T / m / L) ^1/2

Dans cette équation, T est la tension de la corde, m sa masse et L la longueur de la corde.

Références

1. Onde transversale (nd). Sur Wikipedia. Récupéré le 21 avril 2018 sur es.wikipedia.org.
2. Rayonnement électromagnétique (nd). Sur Wikipedia. Récupéré le 21 avril 2018 sur es.wikipedia.org.
3. Onde transversale (nd). Sur Wikipedia. Récupéré le 21 avril 2018 sur en.wikipedia.org.
4. Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005). Physique et chimie. Everest
5. David C. Cassidy, Gerald James Holton, Floyd James Rutherford (2002). Comprendre la physique. Birkhäuser.
6. Français, AP (1971). Vibrations and Waves (série d'introduction à la physique du MIT). Nelson Thornes.