Onde périodique

Cet article explique ce que sont les ondes périodiques en physique et quelles sont leurs caractéristiques. De même, vous trouverez des exemples d’ondes périodiques et quelle est l’équation de ce type d’ondes.

Qu'est-ce qu'une onde périodique ?

En physique, une onde périodique est une onde dont le graphique se répète périodiquement. Autrement dit, les oscillations d’une onde périodique se répètent à chaque intervalle de temps fixe. Par conséquent, l’allongement d’une onde périodique sera le même pour la même période de temps.

La période est le temps nécessaire à l’onde périodique pour se répéter. Ainsi, le mouvement d’une onde périodique reviendra à la même situation après un certain temps.

Par exemple, l’onde qui décrit le mouvement d’un pendule est une onde périodique, puisque le pendule oscille périodiquement d’un extrême à l’autre. Le temps nécessaire à un pendule pour effectuer une oscillation complète est donc constant.

Exemples d'ondes périodiques

Une fois que nous avons vu la définition d'une onde périodique en physique, voici quelques exemples de ce type d'onde pour finir de comprendre le concept.

Exemples d'ondes périodiques :

• L'onde qui décrit le mouvement d'un pendule est périodique.
• Les ondes électromagnétiques sont des ondes périodiques.
• Les ondes sonores sont aussi des ondes périodiques.
• Les vagues qui naissent à la surface d’une flaque d’eau lorsqu’une pierre est lancée.
• L'onde qui définit un mouvement harmonique simple.

Éléments d'une onde périodique

Les ondes périodiques présentent les éléments ou caractéristiques suivants :

• Allongement (y) : est la distance entre la position de l'onde et sa position d'équilibre.
• Amplitude (A) : est la distance entre l'allongement maximum et sa position d'équilibre.
• Crête : chacun des points culminants de la vague.
• Vallée : chacun des points les plus bas de la vague.
• Cycle ou oscillation : c'est le trajet de l'onde d'un point au prochain point équivalent.
• Longueur d'onde (λ) : est la distance qui sépare deux points équivalents consécutifs sur l'onde.
• Période (T) : est le temps nécessaire pour effectuer une oscillation complète.
• Fréquence (f) : est le nombre d'oscillations ou de vibrations que l'onde produit par unité de temps.



• Fréquence angulaire (ou pulsation) (ω) : c'est la vitesse à laquelle l'onde oscille.



• Nombre d'onde (k) : Il est défini comme le nombre de cycles effectués sur une longueur de 2π mètres.



• Vitesse de propagation (v) : c'est la vitesse à laquelle l'onde se propage.

Formule d'une onde périodique

L'équation d'une onde périodique est y(x,t) = A·sin(k·x ± ω·t + φ ₀ ). Cette formule est utilisée pour calculer l'allongement d'un point de l'onde périodique dans une certaine position et un instant précis.

Où:

• est l'allongement de l'onde.
• est l'amplitude de l'onde périodique.
• est la distance du point étudié à l'origine de l'onde.
• est le numéro d'onde.
• est la fréquence angulaire ou de pulsation.
• est l'instant du temps.
• est la phase initiale de la vague.

Remarque : Gardez à l'esprit qu'il existe plusieurs façons d'exprimer l'équation d'une onde périodique. Une fonction cosinus peut donc également être utilisée. Cependant, l’expression la plus utilisée est la fonction expliquée dans cet article.

Le signe devant la vitesse angulaire détermine la direction d'avancement de l'onde périodique. S'il est négatif cela signifie que l'onde se propage vers la droite, par contre si le signe est positif cela signifie que l'onde se déplace vers la gauche.

Onde périodique et non périodique

Enfin, nous verrons la différence entre une onde périodique et une onde non périodique car, comme leurs noms l’indiquent, ce sont deux types d’ondes opposés.

Une onde non périodique est une onde dont le graphique ne se répète pas dans le temps, c'est-à-dire que la forme d'une onde non périodique est totalement libre et ne suit aucun modèle. Bref, les ondes non périodiques n'ont pas de périodicité.

Par conséquent, la principale différence entre une onde périodique et une onde non périodique est que les ondes périodiques oscillent de manière cyclique et répètent leur graphique à chaque intervalle de temps fixe. Par contre, la forme des ondes non périodiques ne présente aucun type de motif. mais ils oscillent librement.