Objectifs d’apprentissage
- Définir la longueur d’onde.
- Définit la fréquence.
- Décrire les caractéristiques d’une vague.
- Effectuer des calculs impliquant la longueur d’onde et la fréquence.
Aimez-vous aller à la plage?
Pendant l’été, presque tout le monde aime aller à la plage. Ils peuvent nager, pique-niquer et travailler sur leur bronzage. Mais si vous avez trop de soleil, vous pouvez brûler. Un ensemble particulier de longueurs d’onde solaires est particulièrement nocif pour la peau. Cette partie du spectre soar est connue sous le nom d’UV B, avec des longueurs d’onde de 280-320 nm. Les écrans solaires protègent efficacement la peau contre les dommages cutanés immédiats et la possibilité à long terme d’un cancer de la peau.
Ondes
Les ondes sont caractérisées par leur mouvement répétitif. Imaginez un bateau jouet chevauchant les vagues dans une piscine à vagues. Lorsque la vague d’eau passe sous le bateau, elle monte et descend de manière régulière et répétée. Alors que la vague se déplace horizontalement, le bateau ne se déplace que verticalement de haut en bas. La figure ci-dessous montre deux exemples de vagues.
Figure 1. A) Une vague est constituée de crêtes et de creux alternés. La longueur d’onde (λ) est définie comme la distance entre deux points identiques consécutifs quelconques sur la forme d’onde. L’amplitude est la hauteur de l’onde. (B) Une onde de courte longueur d’onde (en haut) a une fréquence élevée car plus d’ondes passent un point donné dans un certain laps de temps. Une onde avec une longueur d’onde plus longue (en bas) a une fréquence plus basse.
Un cycle de vagues consiste en une vague complète — commençant au point zéro, montant jusqu’à une crête de vague, redescendant jusqu’à un creux de vague, puis revenant au point zéro. La longueur d’onde d’une onde est la distance entre deux points correspondants quelconques sur des ondes adjacentes. Il est plus facile de visualiser la longueur d’onde d’une onde comme la distance d’une crête d’onde à la suivante. Dans une équation, la longueur d’onde est représentée par la lettre grecque lambda (λ). Selon le type d’onde, la longueur d’onde peut être mesurée en mètres, centimètres ou nanomètres (1 m = 109 nm). La fréquence, représentée par la lettre grecque nu (ν), est le nombre d’ondes qui passent un certain point dans un laps de temps spécifié. Typiquement, la fréquence est mesurée en unités de cycles par seconde ou d’ondes par seconde. Une onde par seconde est également appelée Hertz (Hz) et en unités SI est une seconde réciproque (s−1).
La figure B ci-dessus montre une relation importante entre la longueur d’onde et la fréquence d’une onde. L’onde supérieure a clairement une longueur d’onde plus courte que la deuxième onde. Cependant, si vous vous imaginez à un point stationnaire en regardant passer ces vagues, d’autres vagues du premier type passeraient dans un laps de temps donné. Ainsi la fréquence des premières ondes est supérieure à celle des secondes ondes. La longueur d’onde et la fréquence sont donc inversement liées. Lorsque la longueur d’onde d’une onde augmente, sa fréquence diminue. L’équation qui relie les deux est :
c= λν
La variable c est la vitesse de la lumière. Pour que la relation tienne mathématiquement, si la vitesse de la lumière est utilisée en m / s, la longueur d’onde doit être en mètres et la fréquence en Hertz.
Résumé
- Toutes les ondes peuvent être définies en termes de fréquence et d’intensité.
- c= λν exprime la relation entre la longueur d’onde et la fréquence.
Pratique
Lisez le matériel sur le lien ci-dessous et répondez aux questions au fur et à mesure qu’elles apparaissent:
http://www.absorblearning.com/physics/demo/units/DJFPh064.html
Revue
- Définir la longueur d’onde.
- Définit la fréquence.
- Quelle est la relation entre la longueur d’onde et la fréquence?
Glossaire
- amplitude: La hauteur de l’onde, la distance entre la crête et le creux
- crête: Le pic de l’onde
- fréquence: Est le nombre d’ondes qui passent un certain point dans un laps de temps spécifié.
- creux : Le point bas du cycle des vagues.
- longueur d’onde : La distance entre deux pics successifs.