ONDES, physique
- 1. L’onde comme ébranlement d’un milieu
- 2. Caractéristiques générales d’une onde
- 3. Le principe de superposition
- 4. Les interférences
- 5. Décomposition en ondes périodiques
- 6. Les paquets d’ondes
- 7. Diffraction
- 8. Réflexion
- 9. Réfraction
- 10. Ondes solitaires – mascarets et tsunamis
- 11. Polarisation des ondes
- 12. Physique quantique
- 13. Ondes gravitationnelles
- 14. Bibiographie
Décomposition en ondes périodiques
Une propriété réciproque du principe de superposition des ondes est à la base de l’analyse harmonique des fonctions d’onde. Un exemple lié à la compréhension physique de la musique s’impose. Une note est caractérisée par sa force et sa hauteur, quantifiées respectivement par l’amplitude et la fréquence de l’onde sonore associée ; la particularité du son issu d’un instrument donné, son « timbre », provient de la superposition de plusieurs ondes dont les fréquences sont des multiples de la fréquence de base. Pour comprendre de façon détaillée l’acoustique d’une salle de concert, il conviendra d’examiner la propagation de ces ondes de fréquences diverses. Cette possible décomposition d’un signal en une somme d’ondes élémentaires est une propriété générale connue en mathématiques sous le nom de théorème de Fourier. Ce théorème introduit par Joseph Fourier en 1822 dans sa Théorie analytique de la chaleur et étudié en détail par divers mathématiciens du xixe siècle stipule que pratiquement toute fonction peut être décomposée en une somme de fonctions cosinus et sinus – ou, ce qui revient au même, en une somme d’exponentielles imaginaires exp (iωnt) et exp (– iωnt) :
Ψ (t) = Σ (An cos ωnt + Bn sin ωnt).
Dans cette décomposition en série de Fourier, l’ensemble des pulsations ωn forme ce qu’on appelle le spectre de la fonction d’onde. Lorsque ce spectre est continu, on doit remplacer la série de Fourier par une « intégrale de Fourier ».
- 1. L’onde comme ébranlement d’un milieu
- 2. Caractéristiques générales d’une onde
- 3. Le principe de superposition
- 4. Les interférences
- 5. Décomposition en ondes périodiques
- 6. Les paquets d’ondes
- 7. Diffraction
- 8. Réflexion
- 9. Réfraction
- 10. Ondes solitaires – mascarets et tsunamis
- 11. Polarisation des ondes
- 12. Physique quantique
- 13. Ondes gravitationnelles
- 14. Bibiographie
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Écrit par
- Bernard PIRE : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau
Classification
Pour citer cet article
Bernard PIRE. ONDES, physique [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )
Autres références
-
BESSEL FRIEDRICH (1784-1846)
- Écrit par Bernard PIRE
- 496 mots
En 1817, Bessel introduit les fonctions qui porteront son nom et qui s’avéreront indispensables à la description de la propagation des ondes.
Né le 22 juillet 1784 à Minden en Westphalie, fils d’un petit fonctionnaire, Friedrich Wilhelm Bessel accomplit un début de scolarité si médiocre au lycée...
-
BRAGG sir WILLIAM HENRY (1862-1942) & sir WILLIAM LAWRENCE (1890-1971)
- Écrit par Christian BRACCO
- 1 790 mots
- 1 média
...L’impulsion X donne ainsi lieu à des réflexions sur ces plans régulièrement séparés de la distance d, si elles interfèrent constructivement, ce qui, pour des longueurs d’onde λ contenues dans le rayonnement X incident, conduit à des directions telles que (n étant l’ordre de diffraction). Cette formule... -
BROGLIE LOUIS DE (1892-1987)
- Écrit par Marie-Antoinette TONNELAT
- 2 218 mots
- 1 média
...tout au long de son histoire, dominée par le dualisme fameux : la lumière a-t-elle une origine corpusculaire (se réduit-elle à un ensemble de particules spécifiques ?), ou bien requiert-elle une genèseondulatoire (est-elle constituée d'une série de vibrations d'un milieu spécifique, l'éther ?). -
CHAMP, physique
- Écrit par Viorel SERGIESCO
- 847 mots
Entité décrite par l'ensemble des valeurs d'une grandeur physique, en général à plusieurs composantes, en tous les points de l'espace. D'ordinaire, le champ dépend aussi du temps (évolution du champ). On appelle couramment « champ en un point et au temps t » la valeur...
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Voir aussi
- FRÉQUENCE, physique
- ONDE ou RAYONNEMENT ÉLECTROMAGNÉTIQUE
- ONDES SISMIQUES
- VITESSE DE GROUPE
- PROPAGATION DES ONDES
- VITESSE DE PHASE
- RÉSEAU, optique
- COLLISION, physique
- CHAMP ÉLECTROMAGNÉTIQUE
- NOMBRE D'ONDES
- POLARISATION DE LA LUMIÈRE
- FOURIER SÉRIE DE
- SUPERPOSITION PRINCIPE DE
- RELATIVITÉ GÉNÉRALE
- ONDE SOLITAIRE ou SOLITON
- PHYSIQUE HISTOIRE DE LA
