Ondes et signaux

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Fiche de révision

Terme	Définition
Onde	Phénomène qui transporte de l'énergie et de l'information sans transporter de matière
Onde mécanique	Onde qui a besoin d'un milieu matériel pour se propager (son, séisme)
Onde électromagnétique	Onde qui peut se propager dans le vide (lumière, radio, Wi-Fi, rayons X)
Fréquence	Nombre de vibrations par seconde, en hertz (Hz)
Longueur d'onde	Distance parcourue par l'onde pendant une période, en mètres (m)

Grandeur	Formule	Unités
Vitesse de propagation	$v = \dfrac{d}{t}$	$v$ en m/s, $d$ en m, $t$ en s
Distance par écho/réflexion	$d = \dfrac{v \times t}{2}$	(÷2 car aller-retour)
Vitesse du son dans l'air	$v_{son} \approx 340 \text{ m/s}$	(à 20 °C)
Vitesse de la lumière dans le vide	$c = 3 \times 10^{8} \text{ m/s}$	(= 300 000 km/s)

Du moins énergétique au plus énergétique :

Domaine	Exemple d'application
Ondes radio	Radio, TV, télécommunications
Micro-ondes	Wi-Fi, GPS, four micro-ondes
Infrarouge (IR)	Télécommande, caméra thermique
Lumière visible	Vue humaine (violet → rouge)
Ultraviolet (UV)	Bronzage, stérilisation
Rayons X	Radiographie médicale
Rayons gamma (γ)	Traitement de cancers

Identifier la vitesse $v$ de l'onde utilisée (son → 340 m/s ; lumière → $3 \times 10^8$ m/s)
Repérer la durée $t$ de l'aller-retour
Appliquer : $d = \dfrac{v \times t}{2}$
Vérifier l'unité du résultat (mètres)

❌ Le son ne se propage PAS dans le vide (pas de son dans l'espace !)
❌ Oublier de diviser par 2 quand l'onde fait un aller-retour
❌ Confondre vitesse du son (340 m/s) et vitesse de la lumière ( $3 \times 10^8$ m/s)
❌ Croire que la lumière visible = toutes les ondes électromagnétiques (ce n'est qu'une petite partie du spectre)

Onde mécanique → besoin de matière / Onde électromagnétique → se propage aussi dans le vide
La lumière est environ 1 million de fois plus rapide que le son
Formule écho : $d = \dfrac{v \times t}{2}$ (aller-retour !)
Le spectre électromagnétique va des ondes radio (basse énergie) aux rayons gamma (haute énergie) ; le visible n'en est qu'une infime partie
Sonar = son / Radar = onde électromagnétique

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