Cet article explique ce que sont les ondes bidimensionnelles en physique et quelles sont leurs caractéristiques. De même, l'équation d'une onde bidimensionnelle est montrée et, enfin, vous pourrez voir quels sont les différents types d'ondes.
Qu'est-ce qu'une onde bidimensionnelle ?
Une onde bidimensionnelle , également appelée onde de surface , est une onde qui se propage en deux dimensions. Autrement dit, les ondes bidimensionnelles se propagent à travers une surface.
Par exemple, la vague générée en jetant une pierre dans une mare d’eau est une vague bidimensionnelle. La vague qui se propage à la surface de l’eau avance dans deux dimensions, c’est donc une vague bidimensionnelle.
En bref, les ondes bidimensionnelles se propagent dans un plan, c'est pourquoi elles sont également appelées ondes planes .
Caractéristiques des ondes bidimensionnelles
Les ondes bidimensionnelles ont les caractéristiques suivantes :
- Amplitude (A) : est la distance perpendiculaire au plan par laquelle se propage l'onde bidimensionnelle entre l'allongement maximum et sa valeur moyenne.
- Période (T) : C'est le temps dont l'onde a besoin pour faire une oscillation complète.
- Fréquence (f) : est le nombre d'oscillations ou de vibrations que l'onde effectue par unité de temps.
- Fréquence angulaire ou pulsation (ω) : c'est la vitesse à laquelle l'onde effectue les oscillations.
- Vitesse de propagation (v) : est la vitesse à laquelle l'onde se propage.
Équation d'une onde bidimensionnelle
Une onde bidimensionnelle se propage à travers un plan, mais elle oscille dans la direction perpendiculaire au plan à travers lequel elle se propage. Ainsi, l'équation d'une onde bidimensionnelle permet de calculer l'allongement de ses oscillations à partir de coordonnées et d'un instant de temps.
L'équation d'une onde bidimensionnelle est z(x,y,t) = A sin(k 1 x + k 2 y – ω t + φ 0 ).
Où:
-
est l'allongement de l'onde bidimensionnelle. -
est la distance sur les axes OX et OY respectivement de l'origine de l'onde au point d'étude. -
est l'amplitude de l'onde bidimensionnelle. -
sont les coordonnées X et Y du vecteur d'onde. -
est la fréquence angulaire ou la pulsation. -
est l'instant du temps. -
est la phase initiale de la vague.
Autres types de vagues
Outre les ondes unidimensionnelles, en physique, il existe deux autres types d'ondes selon les dimensions à travers lesquelles elles se propagent, à savoir :
- Onde unidimensionnelle : type d'onde qui se propage dans une seule dimension, c'est-à-dire dans une seule direction.
- Onde tridimensionnelle : type d'onde qui se propage en trois dimensions, ou en d'autres termes, qui se dilate dans toutes les directions.