Carte mentalePremière spé · Des signaux aux images
Carte mentale — O1 · Des signaux qui voyagent
Masque les idées et essaie de les retrouver.
Des signaux qui voyagent
O1 — de la perturbation isolée à la double périodicité
Qu'est-ce qu'une onde
La définition
- Propagation d'une perturbation dans un milieu matériel
- Sans transport de matière
- Ce qui voyage : de l'énergie et de l'information
Le ruban sur la corde
- La perturbation avance le long du milieu
- Chaque point monte et redescend sur place
- Houle : le surfeur avance, l'eau reste sur place
Le piège
- Le courant d'une rivière n'est pas une onde
- Dans une rivière, c'est la matière qui se déplace
Célérité et retard
La célérité v
- v = d / Δt, en m.s⁻¹
- v dépend du milieu de propagation
- v ne dépend pas de la force du geste de départ
Le retard τ
- τ = d / v : la durée pour aller d'un point à l'autre
- Plus le point est loin, plus il est en retard
- Trois retards, trois cercles qui se croisent à l'épicentre
- Sur un axe, séisme en x : écart des deux chronos = 2x / v
L'écho
La réflexion
- Au changement de milieu, une partie repart en arrière
- La durée mesurée est celle d'un aller-retour
La relation
- d = v × Δt / 2
- Δt = durée aller-retour, d = distance de l'obstacle
- Oublier le /2, c'est doubler toutes les distances
L'échographie
- Écho à 156 µs, v = 1 540 m.s⁻¹ dans les tissus
- Interface à 12,0 cm de la sonde
Les ondes périodiques
La périodicité
- La source répète le même motif à intervalles égaux
- Motif le plus simple : la sinusoïde
Période et fréquence
- T = durée d'un motif complet, en secondes
- f = nombre de motifs par seconde, en hertz
- f = 1 / T
Le rituel mesure
- Toujours mesurer plusieurs périodes
- Par exemple : mesurer 5 périodes, puis diviser par 5
- L'incertitude de lecture est aussi divisée par 5
La double périodicité
Deux répétitions
- Dans le temps : la période T, en secondes
- Dans l'espace : la longueur d'onde λ, en mètres
- λ = distance entre deux motifs consécutifs
Lire le bon axe
- Axe en secondes → je lis T
- Axe en mètres → je lis λ
- Se tromper d'axe : l'erreur la plus fréquente
La relation
- λ = v × T, soit encore λ = v / f
- En une période, l'onde avance d'une longueur d'onde
La règle d'or du manipulateur
- Une sonde sépare deux détails plus éloignés que λ
- Détails plus proches que λ : échos confondus en une tache
- Pour séparer des détails proches : λ petite, donc f élevée
- Les sondes médicales émettent donc en mégahertz