Ondes mécaniques — définition
DéfinitionONDE MÉCANIQUE :
Propagation d'une perturbation dans un milieu matériel
Énergie transportée SANS déplacement de matière
ONDE TRANSVERSALE :
Déplacement ⊥ propagation (corde, surface eau)
ONDE LONGITUDINALE :
Déplacement ∥ propagation (son, ultrasons)
SON :
Fréquences audibles : 20 Hz – 20 000 Hz
Infrasson : f < 20 Hz
Ultrason : f > 20 000 Hz
CÉLÉRITÉS :
Son dans l'air : v ≈ 340 m/s (20°C)
Son dans l'eau : v ≈ 1480 m/s
Son dans l'acier : v ≈ 5100 m/s
Relations fondamentales des ondes
Formule clév = λ × f = λ / T
λ = longueur d'onde (m)
f = fréquence (Hz) ; T = période (s) ; f = 1/T
RETARD TEMPOREL :
τ = d / v (d = distance parcourue)
APPLICATION SONAR / ÉCHO :
Signal aller-retour : d = v × (Δt/2)
ÉCHOGRAPHIE MÉDICALE :
v ≈ 1500 m/s dans les tissus
Résolution spatiale ≈ λ/2
EXEMPLE : son f=440Hz dans l'air :
λ=340/440≈0,77m
⚡ Plus la fréquence est élevée, plus la longueur d'onde est courte → meilleure résolution pour l'échographie (mais atténuation plus forte en profondeur).