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Ondes progressives


Cette animation illustre la propagation d'ondes élastiques dans un milieu homogène.
Ondes transversales :
Une onde est transversale lorsque le déplacement des points du milieu de propagation s'effectue perpendiculairement à la direction de propagation. C'est le cas des ondes à la surface d'un liquide. On peut utiliser une cuve à eau
Ondes planes :
On considère une surface plane horizontale. Pour produire une onde plane, on donne à tous les points x = 0 de ce plan un déplacement vertical d'amplitude z(t, 0) = A.sin(ω.t)
Dans le cas d'une onde sinusoïdale entretenue, l'amplitude des déplacements d'un point du milieu distant de x de la source est donnée par z(t, x) = A.sin(ω.t − k.x).
A est l'amplitude, ω la pulsation de l'excitation et k le nombre d'onde. La pulsation est liée à la période par ω = 2π / T.
Pour caractériser l'onde, on utilise également la relation y(t, x) = A.sin[2π(t /T − x / λ)].
La longueur d'onde λ = 2π / k est la distance entre deux points du milieu dont les mouvements sont identiques.
Ondes circulaires :
Dans ce cas l'excitation est ponctuelle. L'amplitude des déplacements d'un point du milieu distant de r de la source est donnée par z(t, r) = A.sin[2π(t /T − r / λ)].

Ondes longitudinales :
Une onde est longitudinale lorsque le déplacement des points du milieu de propagation s'effectue dans la même direction que celle de la propagation. C'est le cas de la propagation de déformations sur un ressort tendu ou des ondes acoustiques.
Ondes planes :
On peut produire cette onde en déplaçant un piston dans le milieu.
On considère un point distant de x0 du piston au repos. Dans le cas d'une onde sinusoïdale entretenue, la position de ce point est donnée par x(t) = x0 + A.sin[2π(t /T − x / λ)].
Ondes sphériques :
On peut produire cette onde avec une sphère pulsante.
On considère un point distant de r0 de l'origine. Dans le cas d'une onde sinusoïdale entretenue, la position de ce point est donnée par r(t) = r0 + A.sin[2π(t /T − r / λ)].

Utilisation :
Avec les boutons radio choisir le type d'onde progressive. Le curseur permet de modifier la longueur d'onde.
Cas des ondes transversales.
Dans le cartouche inférieur, on représente le déplacement vertical d'un point du milieu en fonction de sa distance à la source.
Dans la partie supérieure, on représente en fausses couleurs la surface du milieu. Le blanc correspond aux points d'altitude maximale. Le noir correspond aux points d'altitude minimale.
Cas des ondes longitudinales.
Fixer un point rouge pour bien examiner son mouvement.