Page issue des ateliers de la journée portes-ouvertes de l'ENS Cachan.
Les ondes
Les mots-clés associés aux ondes sont : vibration, vitesse, fréquence, ondulation, résonance, écho.
Sommaire
Qu'est-ce qu'une onde ?
- Une propagation qui se déplace de proche en proche en ondulant.
- Une onde contient de l'énergie qui lui permet de transmettre jusqu'à nous un son, une lumière, une douleur ...
- ... mais une onde peut être aussi une information : le téléphone, internet, la radio
Le transport d'une onde
La notion de transport est importante dans le domaine des ondes. Par définition, une onde est un phénomène qui se déplace en venant perturber un équilibre de proche en proche. Il est important d'insister sur les notions de vitesse des ondes et de répétition des ondes dans le temps et dans l'espace (on parle alors de longueur d'onde). La vitesse d'une onde est différente selon sa nature par exemple une onde sonore se déplace à 340 mètres par seconde alors que la lumière avance à 300 000 000 mètres par secondes.
Les types d'onde
Contrairement aux idées reçues, les ondes à la surface de l'eau ne sont pas de la même nature que les ondes sonores. Ce sont des ondes tranversales alors que les ondes sonores sont des ondes de compression longitudinale. On les appelle des ondes de gravité car elles sont dues à un mouvement oscillant de l'eau du à la pesanteur et la compression du liquide.
La résonance
On dit qu'un objet ou un lieu résonne si il amplifie une onde qui arrive jusqu'à lui. Souvent, cet objet va amplifier certains sons alors qu'il n'aura aucun effet sur d'autres. C'est le phénomène de résonance. Une bouteille d'eau permet de bien expliquer le phénomène dans une cavité. En effet, le son produit en soufflant dessus dépend du volume vide de la bouteille. En remplissant plus ou moins, on peut donc changer le son produit. C'est aussi le principe de beaucoup d'instruments à vents (telle que la flûte ...).
Les amphithéâtres romains sont aussi un bon exemple du phénomène de résonance. Leur structure si particulière permet d'amplifier par effet d’écho la voix des acteurs qui peuvent ainsi être entendu jusqu'en haut des marches.
Les ondes pour communiquer
Depuis la nuit des temps, les ondes sont le moyen de communication des êtres vivants. De l’écho des mammifères marins au hurlement des loups en passant par les ultrasons des chauves-souris, les ondes sont présentes partout. C'est pour communiquer à grande distance que les hommes ont inventé le téléphone. Pour mieux comprendre son fonctionnement, on peut étudier son modèle le plus simple : le téléphone pot de yaourt. L'onde sonore de la bouche est transformée en onde sur la corde (remplacée par un signal électrique dans un téléphone classique) puis est transformée en onde sonore pour l'interlocuteur.
