Cet article explique quelle est la longueur d'onde en physique. Ainsi, vous trouverez la définition de longueur d'onde, comment calculer la longueur d'onde et des exemples de valeurs de longueurs d'onde.
Qu'est-ce que la longueur d'onde ?
La longueur d'onde est la distance sur laquelle la forme d'onde se répète. Autrement dit, la longueur d’onde est la distance entre deux points équivalents consécutifs. Par conséquent, la longueur d’onde est la distance parcourue par l’onde au cours d’un cycle ou d’une oscillation.
Le symbole de la longueur d'onde est λ.
Par exemple, la longueur d’onde est la distance entre deux crêtes consécutives ou encore la distance entre deux creux consécutifs. En bref, la longueur d'onde est la distance entre deux points équivalents consécutifs.
La longueur d'onde est une distance, elle est donc mesurée en unités de longueur. Ainsi, l'unité de longueur d'onde dans le Système International (SI) est le mètre (m), bien qu'en physique les longueurs d'onde soient généralement exprimées en nanomètres (nm).
Formule de longueur d'onde
La longueur d'onde est égale à la vitesse de propagation de l'onde divisée par la fréquence de l'onde (λ = v/f). De même, la longueur d'onde peut également être calculée en multipliant la vitesse de propagation de l'onde par sa période (λ=v·T).
Par conséquent, la formule pour calculer la longueur d’onde est la suivante :
Où:
-
est la longueur d'onde. -
est la vitesse de propagation de l'onde. -
est la fréquence de l'onde. -
est la période de l'onde .
Gardez à l'esprit que si nous étudions des ondes électromagnétiques se propageant dans le vide, la vitesse de propagation est la vitesse de la lumière (3·10 8 m/s). En revanche, les ondes sonores se propagent à la vitesse du son (343 m/s).
Longueur d'onde et fréquence
La longueur d'onde et la fréquence sont liées , plus précisément, la longueur d'onde est inversement proportionnelle à la fréquence de l'onde. Ainsi, plus la fréquence d’une onde est élevée, plus sa longueur d’onde est courte.
Cela signifie que plus la fréquence de l’onde est élevée, plus la distance entre deux points équivalents consécutifs de l’onde est petite et, par conséquent, plus elle fera d’oscillations par unité de temps.
La période d'une onde et sa fréquence sont inversement proportionnelles. La longueur d’onde et la période sont donc directement proportionnelles. Ainsi, si la période de l’onde augmente, sa longueur d’onde augmentera également.
Ainsi, plus la période d’une vague est longue, plus il y aura de distance entre deux crêtes ou creux consécutifs de la vague, ce qui signifie que la vague oscillera plus lentement.
En conclusion, la longueur d’onde, la fréquence et la période sont liées entre elles. La longueur d'onde et la fréquence sont inversement proportionnelles, tandis que la longueur d'onde et la période sont directement proportionnelles.
Exemples de longueurs d'onde
Enfin, nous verrons des exemples de valeurs de longueur d'onde afin de finir de comprendre la notion de longueur d'onde.
Dans le tableau suivant, vous pouvez voir les longueurs d'onde des bandes du spectre électromagnétique.
| onde électromagnétique | Longueur d'onde |
|---|---|
| Rayons gamma | <0,01 nm |
| Rayons X | 0,01 nm – 10 nm |
| Ultra-violet | 10 nm – 380 nm |
| lumière visible | 380 nm – 780 nm |
| Infrarouge | 780 nm – 1 mm |
| Four micro onde | 1 mm – 1 m |
| Radio | 1m – 100000km |
Dans la lumière visible à l’œil humain, les longueurs d’onde des différentes couleurs sont les suivantes :
| Couleur | Longueur d'onde (nm) |
|---|---|
| violette | 380 – 450 |
| Bleu | 450 – 485 |
| Cyan | 485 – 500 |
| Vert | 500 – 565 |
| Jaune | 565 – 590 |
| Orange | 590 – 625 |
| Rouge | 625 – 780 |