ondes

Retrouver tous les sujets résolus.

Modérateur : moderateur

Pierre

ondes

Message par Pierre » ven. 2 mars 2012 00:54

Bonsoir,
J'aimerais avoirs des explications svp.

-Quel est la différence entre un phénoméne périodique et un signal périodique ?

-La lumière se propage en ligne droite, est-ce le cas pour les autres ondes ?

-"Certaines ondes peuvent être attenuées, lors de leur propagation ceci dépend du milieu matériel et de la fréquence de l'onde."
Que veut dire "la fréquence de l'onde" ?
Ce phénome correspond à l'absorption ?
Ce phénome s'applique juste pour les ondes électromagnétiques et non pour les ondes sonores étant donné que ces dernières se propagent dans les solides?
D'ailleurs pourquoi dit-on que les ondes électromagnétiques ne se propagent pas dans les solides, la Wi-Fi et la radio sont bien des ondes électromagnètiques et elles se propagent dans les solides, non ?

-L'écho correspond à la réflexion d'une onde sonore ?

-La première loi Descartes dit: les rayons incident et réfracté sont dans le plan d'incidence, perpendiculaire à la surface de séparation.
Je ne comprends pas cette loi; à quoi correspond le plan d'incidence ?


Merci
SoS(33)
Messages : 142
Enregistré le : ven. 23 sept. 2011 09:01

Re: ondes

Message par SoS(33) » ven. 2 mars 2012 02:04

Bonsoir Pierre,
-Quel est la différence entre un phénomène périodique et un signal périodique ?
Aucune d'après moi.
-La lumière se propage en ligne droite, est-ce le cas pour les autres ondes ?
La lumière se propage en ligne droite dans le vide. Plus généralement elle se propage dans un milieu matériel homogène.
-"Certaines ondes peuvent être attenuées, lors de leur propagation ceci dépend du milieu matériel et de la fréquence de l'onde."
Que veut dire "la fréquence de l'onde" ?
La fréquence de l'onde fait référence, pour une onde de forme sinusoîdale, à l'inverse de sa période (plus petit temps nécessaire pour qu'elle se reproduise identique à elle-même).
Ce phénome correspond à l'absorption ?
Oui
Ce phénome s'applique juste pour les ondes électromagnétiques et non pour les ondes sonores étant donné que ces dernières se propagent dans les solides?
Ce phénomène s'applique à toutes ces ondes. Les ondes sonores étant mécaniques, les frottements du milieu seront responsables de l'atténuation.
D'ailleurs pourquoi dit-on que les ondes électromagnétiques ne se propagent pas dans les solides, la Wi-Fi et la radio sont bien des ondes électromagnètiques et elles se propagent dans les solides, non ?
Les ondes électromagnétiques peuvent se propager dans les solides. La lumière est une onde électromagnétique et elle se propage très bien dans le verre qui est solide.
-L'écho correspond à la réflexion d'une onde sonore ?
Je pense que vous pouvez y répondre vous-même!
-La première loi Descartes dit: les rayons incident et réfracté sont dans le plan d'incidence, perpendiculaire à la surface de séparation.
Je ne comprends pas cette loi; à quoi correspond le plan d'incidence ?
Un plan est défini de manière unique par la donnée de trois points ou bien deux droites. Ici les droites définissant le plan d'incidence sont le rayon incident et la normale au dioptre (surface de séparation entre deux milieux optiques différents).

Beaucoup de ces informations sont aisées à trouver dans votre cours... Merci de vous y référer AVANT de nous solliciter.
Pierre

Re: ondes

Message par Pierre » ven. 2 mars 2012 02:55

Merci pour vos explications.
Mon cours n'est pas très clair. :S

Juste une dernière question: pourquoi le rayon réfracté se rapproche de la normale lors d'un passage de l'air à l'eau et pourquoi il est éloigné de la normale lors d'un passage de l'eau à l'air ?
SoS(33)
Messages : 142
Enregistré le : ven. 23 sept. 2011 09:01

Re: ondes

Message par SoS(33) » ven. 2 mars 2012 09:43

Très bonne question... Il y a beaucoup d'explications différentes en fonction du modèle utilisé, certaines très sophistiquées, d'autres plus simples. Parmi les dernières il y en a une que j'aime bien et que j'ai trouvé dans un livre russe du début du 20e siècle de physique. On peut imaginer que la lumière se comporte comme une armée bien alignée qui marche. Si le milieu où cette dernière défile change de manière à se que la progression soit ralentie, on va constater des phénomènes très similaires à ce qu'il se passe pour de la lumière.

Par exemple si les soldats avancent de telle manière à ce que leur progression soit perpendiculaire à la ligne de séparation entre de l'herbe et de la boue (où il iront plus lentement). Les rangs de la partie qui défile sur le terrain boueux seront plus resserrés que les rangs de la partie qui est encore sur l'herbe.

Si à présent ces soldats arrivent avec un angle par rapport à la normale à la ligne de séparation herbe/boue, les soldats d'un même rang ne seront pas ralenti au même instant, il y aura une sorte de cassure dans le rang qui traverse la ligne de séparation. Le résultat sera que la direction de propagation des soldats marchant sur le terrain boueux sera différente de la direction initiale (appelée direction incidente en optique).

Comme les soldats marchant sur la boue vont plus lentement que ceux qui marchent sur l'herbe, l'angle par rapport à la normale de la direction suivie par les troupes marchant sur le terrain boueux sera plus faible que l'angle d'incidence. On se rapproche ainsi de la normale.

Tout ceci s’interprète facilement en considérant que la lumière va moins vite dans l'eau (la boue du deuxième terrain parcouru par les troupes) que dans l'air (l'herbe du premier terrain parcouru par les troupes). La lumière a un comportement exactement équivalent. On pourrait pousser l'analogie plus loin et retrouver les loi de réfractions.

Si on fait faire un demi tour sur eux-même à ces troupes sur place, ils repasseront par le même chemin. Ainsi lors du passage boue/herbe l'angle que fait la direction de marche sur l'herbe sera plus grand que celui définit par la direction des troupes encore sur la boue.

Ainsi les lois de la réfraction perdent une grande partie de leur mystère dès lors que l'on comprend qu'elle ne sont qu'un effet de différence de vitesse de propagation d'une onde entre deux milieux.

J'espère que vous passerez un peu de temps sur cette analogie, elle en vaut la peine.

Pour plus d'informations : L'auteur de ce livre est Yakov Isidorovich Perelman (1882-1942), le titre est "La physique récréative" Ed. mir 1987. On en trouve des copies en anglais en téléchargement libre. Par exemple le présent suget est à la page 144 : http://www.archive.org/details/physicsf ... t035428mbp
C'est un classique qui a eu une influence énorme sur l'histoire de la physique. Malheureusement il est un peu oublié en France de nos jours...

Bon courage.
Pierre

Re: ondes

Message par Pierre » ven. 2 mars 2012 15:01

Merci pour cette interprétation; donc on peut dire que plus la vitesse de propagation de l'onde dans le milieu 2 est faible plus l'angle de réfraction est faible, proche de la normale ?
Par ailleurs, si la vitesse est faible dans le second milieu c'est du au phénome d'absorption?





Comment peut-on trouver la fréquence d'une onde à partir seulement de sa vitesse ? Pouvez-vous me donner un exemple svp.
SoS(28)
Messages : 509
Enregistré le : lun. 4 janv. 2010 13:57

Re: ondes

Message par SoS(28) » ven. 2 mars 2012 17:00

Bonjour, il y a une relation entre indice de refraction ,vitesse dans le vide et vitesse dans le milieu (n=C/V).On peut ecrire la relation de Snell-Descartes avec les vitesses et là on peut voir différentes choses concernant les angles et les vitesses.Essayez si vous en avez envie.
Pierre

Re: ondes

Message par Pierre » ven. 2 mars 2012 17:04

Donc ce n'est pas du au phénome d'absorption ?



Et pour connaitre la fréquence à partir de la vitesse, comment fait-on ?
SoS(33)
Messages : 142
Enregistré le : ven. 23 sept. 2011 09:01

Re: ondes

Message par SoS(33) » ven. 2 mars 2012 19:48

La vitesse de propagation dans un milieu n'est pas directement liée à l'absorption. Par contre si la vitesse de propagation varie avec la fréquence, ceci est relié avec l'absorption mais franchement la relation est plutôt complexe et fait intervenir des mathématiques bien au delà du niveau du lycée.

Pour connaître la fréquence en fonction de la vitesse, c'est plutôt complexe. En réalité on tabule expérimentalement l'indice optique en fonction de la fréquence plutôt (ce qui revient au même car l'indice optique se calcule à partir de la vitesse dans le milieu et la vitesse de la lumière dans le vide c). Les milieux matériels sont plus ou moins facile à modéliser mais il n'y a pas de relation valable pour tous les domaines de fréquence et tous les matériaux. Une grande partie de la physique du solide universitaire étudie ces fameuses courbes car on peut extraire beaucoup d'informations de ces dernières.
Pierre

Re: ondes

Message par Pierre » ven. 2 mars 2012 19:59

merci encore


C'est pour cette raison que la lumière se propage moins vite dans un milieu hétérogène que dans un milieu homogène? Et que les ondes sonores se propagent plus vites dans les solides?



Quelle est la différence entre réfléxion d'un miroir et réfléxion totale ?
SoS(33)
Messages : 142
Enregistré le : ven. 23 sept. 2011 09:01

Re: ondes

Message par SoS(33) » ven. 2 mars 2012 21:38

C'est pour cette raison que la lumière se propage moins vite dans un milieu hétérogène que dans un milieu homogène?
Non cela n'a rien avoir. Par exemple dans un milieu hétérogène, suivant l'échelle des hétérogénéités, la lumière peut aller plus vite que dans un milieu sans ces hétérogénéités (cf les cristaux optiques ou la lumière peut devenir très lente (quelque m/s par exemple au lieu de 300000km/s).
Et que les ondes sonores se propagent plus vites dans les solides?
Les ondes sonores se propagent plus vite dans les solides car ces derniers sont en général plus rigides que les milieux liquides ou gazeux.

Quelle est la différence entre réfléxion d'un miroir et réfléxion totale ?
Les pertes en général sont plus faibles pour la réflexion totale (mais elles sont conséquentes à la traversée des dioptres qui permettent de rentrer dans le milieu de plus grande réfringence. D'autre part il y a une variation de phase différente au niveau de l'onde réfléchie et incidente lors de ces deux réflexions(attention on sort du programme de seconde ici).
Pierre

Re: ondes

Message par Pierre » ven. 2 mars 2012 22:04

merci

Est-ce que la valeur (la donnée/résultat) trouvée de T grâce à la formule 1/f ou la formule d/t est équivalente ?


Si une onde sonore passe de l'air dans un milieu plus rigide (eau), est-ce que le rayon réfracté sera lui aussi comme pour les ondes lumineuses proche de la normale ?


Mais quand vous dites que les pertes sont faibles pour la réflexion totale, ces pertes sont bien du au phénome de l'absorption ?
Je pensais que la différence entre réflexion d'un miroir et réflexion totale provenait du fait que la réflexion d'un miroir ne traverse qu'un milieu étant donné que le miroir et opaque, donc il y a toujours réflexion. Alors que pour la réflexion totale, il est question du passage d'une onde dans deux milieux et que ce phénomene dépendait de l'angle d'incidence.
SoS(33)
Messages : 142
Enregistré le : ven. 23 sept. 2011 09:01

Re: ondes

Message par SoS(33) » sam. 3 mars 2012 13:31

Est-ce que la valeur (la donnée/résultat) trouvée de T grâce à la formule 1/f ou la formule d/t est équivalente ?
Bien sûr que non, 1/f est une durée en seconde. On la note T pour ne pas la confondre avec le temps t dont la valeur va dépendre de d. L'autre rapport semble donner une vitesse, mais à ce stade c'est de la devinette car vous n'avez identifié aucune variable ni même donné une équation complète :

vitesse = distance / temps correspond à v = d / t si v est une vitesse, d une distance parcourue pendant un temps t.
Si une onde sonore passe de l'air dans un milieu plus rigide (eau), est-ce que le rayon réfracté sera lui aussi comme pour les ondes lumineuses proche de la normale ?
Non ce sera exacetment le contraire car dans l'eau le son va plus vite que dans l'air, alors que pour la lumière c'est l'inverse. Ces ondes sont de natures différentes, mais elles seront réfractée si elles arrivent avec un angle d'incidence non nul sur un dioptre.
Mais quand vous dites que les pertes sont faibles pour la réflexion totale, ces pertes sont bien du au phénome de l'absorption ?Je pensais que la différence entre réflexion d'un miroir et réflexion totale provenait du fait que la réflexion d'un miroir ne traverse qu'un milieu étant donné que le miroir et opaque, donc il y a toujours réflexion. Alors que pour la réflexion totale, il est question du passage d'une onde dans deux milieux et que ce phénomène dépendait de l'angle d'incidence
D'abord il existe deux types de miroirs métalliques. ceux qui sont métallisés sur leur surface externe (les plus performants mais plus fragiles) et ceux qui sont métallisés sur leur face interne (les plus courants). Ces derniers ont de plus plus grosses pertes car il faut traverser un dioptre avant d'atteindre la couche métallique. De plus chaque passage de dioptre entraîne l'existence d'un rayon réflechi donc au total ces miroirs renvoient deux rayons ce qui peut poser des problèmes.

Pour les prismes utilisé en réflexion totale, il n'y aura pas de réflexion parasite car le rayon réfléchi au premier dioptre est renvoyé à la source et ne se mélange pas avec le rayon réfléchi qui sort par un autre dioptre, c'est surtout ça l'avantage principal des prismes à réflexion totale. Les pertes sont conséquentes car le milieu traversé, souvent en verre, est épai (le phénomène d'absorbtion). Pour la plupart des applications cependant, comme par exemple en photographie, ces pertes restent tout à fait acceptables. Grace à ces prismes à reflexion totales, on on a pas de reflexions parasites.

Parfois les réflexions parasites sont utiles. Sur le miroirs central des voitures par exemple, la couche métallisée a un angle conséquent par rapport au dioptre d'entré. La nuit, on utilise le dioptre d'entrée pour éviter d'être ébloui par les phares à l'arrière et le jour on utilise la face métallique. Les deux réflexions sont toujours visibles mais elles sont très séparées car l'angle entre la face métallisée et le dioptre d'entrée est élevé. Il y a une petite manette en dessous de ce miroir qui permet de faire ce réglage.
Pierre

Re: ondes

Message par Pierre » mer. 7 mars 2012 15:10

Merci
Il y a un exercice que je n'ai pas compris, pouvez-vous m'expliquer svp:



Calculer la période T des battements du cœur simulés sur le tracé:
Distance: 1m
Δt=8s

-On calcule la vitesse de défilement du papier:
V=d/Δt=100/8=12.5cm/s
1s pour 12.5cm.

-On compte 8 périodes
12.5*8=100cm

-Valeur de T:
T=12.5/12.5=1s


Voilà je ne comprends vraiment pas la correction.

A bientôt
steff

Re: ondes

Message par steff » mer. 7 mars 2012 15:11

bonjour je voudrais que l'on m'explique tout le chapitre sur les ondes et l'imagerie médicale car je n'ai absolument rien compris et je vais avoir une interro la dessus:-(
Merci d'avance :-)
SoS(29)
Messages : 1375
Enregistré le : lun. 4 janv. 2010 13:57

Re: ondes

Message par SoS(29) » mer. 7 mars 2012 15:41

A propos de cette demande :
bonjour je voudrais que l'on m'explique tout le chapitre sur les ondes et l'imagerie médicale car je n'ai absolument rien compris et je vais avoir une interro la dessus:-(
Merci d'avance :-)
Je vous remercie de ce merci ; mais ce forum est la pour ré^pondre à des questions précises ; demander pour une explication de l'ensemble du cours à votre enseignant.
Passons maintenant au post précédent, que je rappelle.
Calculer la période T des battements du cœur simulés sur le tracé:
Distance: 1m
Δt=8s

-On calcule la vitesse de défilement du papier:
V=d/Δt=100/8=12.5cm/s
1s pour 12.5cm.

-On compte 8 périodes
12.5*8=100cm

-Valeur de T:
T=12.5/12.5=1s


Voilà je ne comprends vraiment pas la correction.

A bientôt
Je n'ai aucune pièce jointe pour observer le signal. Cependant, je vais essayer d'apporter quelques précisions.
Un phénomène périodique (comme ici les battement du cœur) est caractérisé par une durée appelée période, cette durée correspond au temps écoulée pour que le phénomène se reproduise ; dans le cas du battement cardiaque il s'agit de la durée entre deux contractions.
A l'aide d'un système d'enregistrement on recueille un signal, ici sur une bande de papier qui est entrainée par un moteur, ce signal comme vous devez le constater sur le schéma accompagnant l'exercice est périodique, c-à-d qu'il se reproduit identique à lui même.
Si vous avez bien lu ce qui précède la durée qui s'écoule entre par exemple deux pics est la période.
Donc, pour mesurer cette période, il faudrait que l'axe horizontal soit graduée en unité de temps (seconde par exemple).
D'après la première réponse, je suppose que ce n'est pas le cas. La vitesse de défilement du papier permet justement de "graduer" l'axe horizontal en seconde.
A partir de l'énoncé on a déterminé que la vitesse d'entrainement, si j'ai bien compris en 8 seconde le papier défile de 1 m = 100 cm. La vitesse de défilement est donc 100 cm/8s = 12,5 cm/s. (On a utilisé la relation de définition V = distance/durée ATTENTION cette relation n'est valable que si la vitesse est constante)
Dons si l vitesse est de 12,5 cm/s cela signifie que sur l'axe horizontal 1 cm représente 12,5 s.
Il vous suffit maintenant de mesurer la distance entre deux pics consécutifs et à l'aide de l'échelle précédente d'en déduire la période.
REMARQUE : il est souvent plus précis de mesurer la distance non pas d'une période (entre deux pics successifs) mais de plusieurs par exemple deux ou trois.
La mesure de la distance correspondant à deux ou trois périodes doit évidemment être diviser afin par deux ou trois selon le cas pour déterminer la pariade.
Verrouillé