Définition et propriétées d'une ONDE.

Dérivé du latin unda, le mot onde désigne d'abord l'eau mobile, en particulier les mouvements de la surface de la mer. A partir du 18éme siècle, le mot onde désigne une propagation à la surface d'un liquide. Il est ensuite généralisé à tout phénomène de propagation, supporté par un milieu matériel ( les ondes mécaniques) ou sans support matériel ( les ondes électromagnétiques). C'est dans ce cadre général que nous allons définir une onde.

Toute onde est associée à une vibration, une oscillation, qui se transmet de proche en proche.  Une oscillation ou une vibration est un changement périodique d’une quantité physique : une position, une hauteur, un champ électrique, une force, etc. Cela implique une notion forte de périodicité, qui indique le retour à la situation initiale à intervalle de temps régulier. Cet intervalle de temps définit une période.

Dans un milieu continu (un fluide ou un solide par exemple), une perturbation ou une information locale périodique va avoir un effet sur le voisinage. Ce voisinage va à son tour perturber un autre voisinage et, par cet enchaînement, la perturbation initialement localisée va se déplacer dans le milieu.

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La vitesse de propagation est liée aux propriétés physiques du milieu. Pour un fluide, cette vitesse dépend principalement de la masse volumique et de la compressibilité. Par exemple, la vitesse du son dans l’air est de l’ordre de 340 m/s, mais cette vitesse peut changer en fonction de la température et de la pression de l’air. Dans le cas d’un solide la vitesse de propagation d’une perturbation (un choc par exemple) dépend de la masse volumique et de l’élasticité. Pour un milieu non matériel, et en particulier pour le vide, ce sont les propriétés électriques et magnétiques qui gouvernent cette vitesse.

 La vitesse de la lumière, proche de 300 000 000 m/s, est reliée à deux constantes physiques de l’Univers : la permittivité électrique et la perméabilité magnétique du vide.

À partir d’un intervalle de temps (la période) mesuré en secondes et d’une vitesse mesurée en mètres par seconde, le produit des deux donne une longueur. C’est la distance parcourue par la perturbation ou l’information durant une période. Si la vitesse est constante, la distance parcourue augmente avec le temps et la perturbation s’est déplacée d’une certaine longueur appelée la longueur d’onde.