Grandeurs caractéristiques

• Période $T$ : durée d'une oscillation complète, en $\mathrm{s}$.
• Fréquence $f$ : nombre d'oscillations par seconde, en $\mathrm{Hz}$ ($1\,\mathrm{Hz}=1\,1/\mathrm{s}$).
• Longueur d'onde $\lambda$ : distance entre deux points qui vibrent à l'identique (deux crêtes successives), en $\mathrm{m}$. C'est la « période dans l'espace ».
• Célérité $v$ : vitesse de propagation de l'onde, en $\mathrm{m}/\mathrm{s}$.

Interprétation. Pendant une période $T$, la source fait un aller-retour complet et, dans le même temps, l'onde avance exactement d'une longueur d'onde $\lambda$. La relation $\lambda=vT$ n'est donc que « distance = vitesse $\times$ temps » sur une période.

1. Convertis d'abord tout en unités SI : $\mathrm{Hz}$, $\mathrm{m}$, $\mathrm{s}$, $\mathrm{m}/\mathrm{s}$ (attention aux $\mathrm{ms}$, $\mathrm{cm}$, $\mathrm{kHz}$…).
2. Repère la grandeur cherchée et écris la formule qui la relie à ce que tu connais.
3. Isole l'inconnue, remplace les valeurs, garde l'unité à chaque étape.
4. Vérifie l'ordre de grandeur : un son ($v\approx340\,\mathrm{m}/\mathrm{s}$) audible a $\lambda$ de quelques $\mathrm{cm}$ à quelques $\mathrm{m}$.

Un haut-parleur émet $f=100\,\mathrm{Hz}$, célérité du son $v=340\,\mathrm{m}/\mathrm{s}$.

Les zones de compression sont espacées de $3.4\,\mathrm{m}$, et une oscillation dure un centième de seconde.

On classe l'onde selon la direction de vibration par rapport à la direction de propagation :

• longitudinale : vibration parallèle à la propagation (compression/raréfaction). Exemple type : le son dans l'air, le ressort comprimé.
• transversale : vibration perpendiculaire à la propagation. Exemples : la corde qu'on secoue, les vagues, la lumière.

• La fréquence est imposée par la source. Quand l'onde change de milieu (air $\to$ eau), $f$ ne change pas ; ce sont $v$ et $\lambda$ qui changent, puisque $\lambda=v/f$.
• Graphe $y(t)$ vs graphe $y(x)$. Sur un graphe en fonction du temps, on lit la période $T$. Sur un « instantané » en fonction de la position, on lit la longueur d'onde $\lambda$. Ne lis jamais $\lambda$ sur un axe en secondes !

Le retard d'un point P situé à la distance $x$ de la source vaut $\tau=x/v$ : P refait, à l'instant $t$, ce que faisait la source à l'instant antérieur $t-\tau$. Une perturbation deux fois plus grande ne va pas plus vite : $v$ ne dépend que du milieu, pas de l'amplitude.