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CHAP 2 : Ondes Mécaniques : Propriétés et Propagation

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Contains definitions and properties of mechanical waves, including propagation, amplitude, interference, periodicity, wavelength, and sound characteristics.

Chapitre 2 : Caractéristiques et propriétés des ondes mécaniques

1. Onde mécanique progressive

C'est un phénomène de propagation d'une perturbation dans un milieu matériel. Elle ne transporte pas de matière, mais elle transporte de l'énergie.

Attention : Contrairement aux ondes électromagnétiques, les ondes mécaniques ne se propagent pas dans le vide.

Types de propagation

  • 1 dimension : propagation en ligne (ex: onde le long d'une corde).

  • 2 dimensions : propagation sur une surface (ex: onde à la surface de l'eau).

  • 3 dimensions : propagation dans tout l'espace (ex: onde sonore).

Retard de l'onde ()

Le retard correspond au temps mis par une perturbation pour aller d'un point A à un point B.

Formule (pour onde à 1 dimension) :

</p><ulclass="tight"data−tight="true"><li><pstyle="text−align:left;"><spandata−latex="τ"data−type="inline−math"></span>:retard(ensecondes,<spandata−latex="s"data−type="inline−math"></span>)</p></li><li><pstyle="text−align:left;"><spandata−latex="dAB"data−type="inline−math"></span>:distanceentreAetB(enmeˋtres,<spandata−latex="m"data−type="inline−math"></span>)</p></li><li><pstyle="text−align:left;"><spandata−latex="v"data−type="inline−math"></span>:vitessedel′onde(enmeˋtresparseconde,<spandata−latex="m⋅s−1"data−type="inline−math"></span>)</p></li></ul><pstyle="text−align:left;"><em>Alternative:</em><spandata−latex="dAB=v×τ"data−type="inline−math"></span></p><h3style="text−align:left;">Amortissementdel′onde</h3><pstyle="text−align:left;">C′estl′absorptiond′eˊnergieparlemilieudepropagation,cequientraı^neune<strong>diminutiondel′amplitudedel′onde</strong>.</p><ulclass="tight"data−tight="true"><li><pstyle="text−align:left;">L′amortissementexpliquepourquoilesonneportepasaˋdeskilomeˋtresetpourquoilesondesfinissentpardisparaı^tre.</p></li></ul><h3style="text−align:left;">Superpositiondesondes</h3><pstyle="text−align:left;">Deuxondespeuventsecroisersansseperturberdurablement.</p><ulclass="tight"data−tight="true"><li><pstyle="text−align:left;"><strong>Interfeˊrenceconstructive:</strong>Silesondesarrivent<strong>enphase</strong>,leursamplitudess′additionnent(<spandata−latex="Amplitudemax=A1+A2"data−type="inline−math"></span>).</p></li><li><pstyle="text−align:left;"><strong>Interfeˊrencedestructive:</strong>Silesondesarriventen<strong>oppositiondephase</strong>,leursamplitudessesoustraient(<spandata−latex="Amplitudemin=∣A1−A2∣"data−type="inline−math"></span>).</p></li></ul><h2style="text−align:left;">2.Ondemeˊcaniqueprogressivepeˊriodique</h2><pstyle="text−align:left;">C′estuneperturbationquisepropagedansunmilieumateˊrieletse<strong>reˊpeˋtereˊgulieˋrementdansletemps</strong>.</p><blockquote><pstyle="text−align:left;"><mark>Important:</mark>Uneonden′estpeˊriodiquequesisasourcel′est.</p></blockquote><pstyle="text−align:left;">Elleestdonc:</p><ulclass="tight"data−tight="true"><li><pstyle="text−align:left;"><strong>Progressive</strong>:ellesedeˊplace.</p></li><li><pstyle="text−align:left;"><strong>Meˊcanique</strong>:elleabesoind′unmilieumateˊriel.</p></li><li><pstyle="text−align:left;"><strong>Peˊriodique</strong>:ellesereˊpeˋte.</p></li></ul><pstyle="text−align:left;">Exemples:cordeagiteˊereˊgulieˋrement,ondeaˋlasurfacedel′eau,sonproduitparunevibrationreˊgulieˋre.</p><h3style="text−align:left;">Peˊriodiciteˊsd′uneondepeˊriodique</h3><olclass="tight"data−tight="true"><li><pstyle="text−align:left;"><strong>Peˊriodetemporelle(</strong><spandata−latex="T"data−type="inline−math"></span><strong>)</strong></p><ulclass="tight"data−tight="true"><li><pstyle="text−align:left;">Deˊfinition:Tempsseˊparantl′arriveˊededeuxperturbationssuccessivesenunme^mepoint.</p></li><li><pstyle="text−align:left;">Uniteˊ:Seconde(<spandata−latex="s"data−type="inline−math"></span>).</p></li></ul></li><li><pstyle="text−align:left;"><strong>Peˊriodespatiale(Longueurd′onde</strong><spandata−latex="λ"data−type="inline−math"></span><strong>)</strong></p><ulclass="tight"data−tight="true"><li><pstyle="text−align:left;">Deˊfinition:Distanceseˊparantdeuxperturbationssuccessivesdansl′espace.</p></li><li><pstyle="text−align:left;">Uniteˊ:Meˋtre(<spandata−latex="m"data−type="inline−math"></span>).</p></li><li><pstyle="text−align:left;"><spandata−latex="λ"data−type="inline−math"></span>correspondaumotifeˊleˊmentairequisereˊpeˋtedansl′espace.</p></li></ul></li></ol><h3style="text−align:left;">Ondesinusoı¨dale</h3><pstyle="text−align:left;">Uneondeestsinusoı¨dalesisaperturbationestunefonctionsinusoı¨daledutemps.Elleestcaracteˊriseˊepar:</p><ulclass="tight"data−tight="true"><li><pstyle="text−align:left;">Peˊriode(<spandata−latex="T"data−type="inline−math"></span>)</p></li><li><pstyle="text−align:left;">Freˊquence(<spandata−latex="f"data−type="inline−math"></span>)</p></li><li><pstyle="text−align:left;">Longueurd′onde(<spandata−latex="λ"data−type="inline−math"></span>)</p></li><li><pstyle="text−align:left;">Vitesse(<spandata−latex="v"data−type="inline−math"></span>)</p></li></ul><pstyle="text−align:left;"><strong>Relationsfondamentales:</strong></p><pstyle="text−align:left;"><spandata−latex="</p><ul class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;"><span data-latex=" \tau " data-type="inline-math"></span> : retard (en secondes, <span data-latex="s" data-type="inline-math"></span>)</p></li><li><p style="text-align: left;"><span data-latex=" d_{AB} " data-type="inline-math"></span> : distance entre A et B (en mètres, <span data-latex="m" data-type="inline-math"></span>)</p></li><li><p style="text-align: left;"><span data-latex=" v " data-type="inline-math"></span> : vitesse de l'onde (en mètres par seconde, <span data-latex="m \cdot s^{-1}" data-type="inline-math"></span>)</p></li></ul><p style="text-align: left;"><em>Alternative :</em> <span data-latex=" d_{AB} = v \times \tau " data-type="inline-math"></span></p><h3 style="text-align: left;">Amortissement de l'onde</h3><p style="text-align: left;">C'est l'absorption d'énergie par le milieu de propagation, ce qui entraîne une <strong>diminution de l'amplitude de l'onde</strong>.</p><ul class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;">L'amortissement explique pourquoi le son ne porte pas à des kilomètres et pourquoi les ondes finissent par disparaître.</p></li></ul><h3 style="text-align: left;">Superposition des ondes</h3><p style="text-align: left;">Deux ondes peuvent se croiser sans se perturber durablement.</p><ul class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;"><strong>Interférence constructive :</strong> Si les ondes arrivent <strong>en phase</strong>, leurs amplitudes s'additionnent (<span data-latex=" Amplitude_{max} = A_1 + A_2 " data-type="inline-math"></span>).</p></li><li><p style="text-align: left;"><strong>Interférence destructive :</strong> Si les ondes arrivent en <strong>opposition de phase</strong>, leurs amplitudes se soustraient (<span data-latex=" Amplitude_{min} = |A_1 - A_2| " data-type="inline-math"></span>).</p></li></ul><h2 style="text-align: left;">2. Onde mécanique progressive périodique</h2><p style="text-align: left;">C'est une perturbation qui se propage dans un milieu matériel et se <strong>répète régulièrement dans le temps</strong>.</p><blockquote><p style="text-align: left;"><mark>Important :</mark> Une onde n'est périodique que si sa source l'est.</p></blockquote><p style="text-align: left;">Elle est donc :</p><ul class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;"><strong>Progressive</strong> : elle se déplace.</p></li><li><p style="text-align: left;"><strong>Mécanique</strong> : elle a besoin d'un milieu matériel.</p></li><li><p style="text-align: left;"><strong>Périodique</strong> : elle se répète.</p></li></ul><p style="text-align: left;">Exemples : corde agitée régulièrement, onde à la surface de l'eau, son produit par une vibration régulière.</p><h3 style="text-align: left;">Périodicités d'une onde périodique</h3><ol class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;"><strong>Période temporelle (</strong><span data-latex=" T " data-type="inline-math"></span><strong>)</strong></p><ul class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;">Définition : Temps séparant l'arrivée de deux perturbations successives en un même point.</p></li><li><p style="text-align: left;">Unité : Seconde (<span data-latex="s" data-type="inline-math"></span>).</p></li></ul></li><li><p style="text-align: left;"><strong>Période spatiale (Longueur d'onde </strong><span data-latex=" \lambda " data-type="inline-math"></span><strong>)</strong></p><ul class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;">Définition : Distance séparant deux perturbations successives dans l'espace.</p></li><li><p style="text-align: left;">Unité : Mètre (<span data-latex="m" data-type="inline-math"></span>).</p></li><li><p style="text-align: left;"><span data-latex=" \lambda " data-type="inline-math"></span> correspond au motif élémentaire qui se répète dans l'espace.</p></li></ul></li></ol><h3 style="text-align: left;">Onde sinusoïdale</h3><p style="text-align: left;">Une onde est sinusoïdale si sa perturbation est une fonction sinusoïdale du temps. Elle est caractérisée par :</p><ul class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;">Période (<span data-latex=" T " data-type="inline-math"></span>)</p></li><li><p style="text-align: left;">Fréquence (<span data-latex=" f " data-type="inline-math"></span>)</p></li><li><p style="text-align: left;">Longueur d'onde (<span data-latex=" \lambda " data-type="inline-math"></span>)</p></li><li><p style="text-align: left;">Vitesse (<span data-latex=" v " data-type="inline-math"></span>)</p></li></ul><p style="text-align: left;"><strong>Relations fondamentales :</strong></p><p style="text-align: left;"><span data-latex=" T = \frac{1}{f} " data-type="inline-math"></p><h2 style="text-align: left;">3. Exemples d'ondes dans la matière</h2><h3 style="text-align: left;">a) La houle</h3><p style="text-align: left;">C'est une onde de surface produite par le vent, elle est de nature périodique.</p><ul class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;">Les particules d'eau effectuent un mouvement local mais ne sont pas transportées. Il n'y a <strong>pas de transport de matière</strong>, seulement de l'énergie.</p></li></ul><p style="text-align: left;">Types d'ondes océaniques :</p><ul class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;">Ondes courtes : <span data-latex=" \lambda &lt; 0,5h " data-type="inline-math"></span></p></li><li><p style="text-align: left;">Ondes longues : <span data-latex=" \lambda &gt; 10h " data-type="inline-math"></span></p></li></ul><p style="text-align: left;">Tsunamis :</p><ul class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;">Très grande longueur d'onde (10 à 200 km)</p></li><li><p style="text-align: left;">Très longue période</p></li><li><p style="text-align: left;">Vitesse pouvant atteindre 700 km/h près des côtes</p></li></ul><h3 style="text-align: left;">b) Les ondes sismiques</h3><p style="text-align: left;">Les séismes sont dus à une libération brutale d'énergie au niveau des failles.</p><p style="text-align: left;">Types d'ondes :</p><ul class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;"><strong>Ondes de volume (se propagent à l'intérieur) :</strong></p><ul class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;">Ondes <strong>P</strong> (<em>Primae</em>) : les plus rapides, se propagent dans les solides et les liquides (arrivent en premier).</p></li><li><p style="text-align: left;">Ondes <strong>S</strong> (<em>Secundae</em>) : plus lentes, se propagent dans les solides uniquement.</p></li></ul></li><li><p style="text-align: left;"><strong>Ondes de surface (se propagent à la surface) :</strong></p><ul class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;">Ondes <strong>L</strong> (Love) et <strong>R</strong> (Rayleigh)</p></li><li><p style="text-align: left;">Elles ont de fortes amplitudes et sont très destructrices.</p></li></ul></li></ul><p style="text-align: left;">Mesure des séismes :</p><ul class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;"><strong>Magnitude :</strong> Mesure de l'énergie libérée au foyer.</p><ul class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;">Échelle de Richter (échelle logarithmique).</p></li></ul></li><li><p style="text-align: left;"><strong>Intensité :</strong> Mesure des effets observés en surface.</p><ul class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;">Échelle MSK (I à XII), qualitative.</p></li></ul></li></ul><blockquote><p style="text-align: left;"><mark>Attention :</mark> Magnitude <span data-latex=" \neq " data-type="inline-math"></span> Intensité.</p></blockquote><h3 style="text-align: left;">c) Les ondes sonores</h3><p style="text-align: left;">Le son est une <strong>onde mécanique, progressive, longitudinale, de compression-dilatation</strong>, et se propage en <strong>3 dimensions</strong>.</p><ul class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;">Il nécessite un milieu matériel pour se propager (ne se propage pas dans le vide).</p></li></ul><p style="text-align: left;">Caractéristiques du son :</p><ol><li><p style="text-align: left;"><strong>Hauteur :</strong> Liée à la <strong>fréquence</strong>.</p><ul class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;">Son aigu : fréquence élevée.</p></li><li><p style="text-align: left;">Son grave : fréquence faible.</p></li></ul><p style="text-align: left;"><strong>Domaines de fréquences :</strong></p><ul class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;">Infrasons : <span data-latex=" &lt; 20 \, \text{Hz} " data-type="inline-math"></span></p></li><li><p style="text-align: left;">Sons audibles : <span data-latex=" 20 \, \text{Hz} " data-type="inline-math"></span> à <span data-latex=" 20 \, \text{kHz} " data-type="inline-math"></span></p></li><li><p style="text-align: left;">Ultrasons : <span data-latex=" &gt; 20 \, \text{kHz} " data-type="inline-math"></span></p></li></ul></li><li><p style="text-align: left;"><strong>Intensité sonore (</strong><span data-latex=" I " data-type="inline-math"></span><strong>) :</strong> Puissance sonore par unité de surface. <span data-latex=" I = \frac{P}{S} " data-type="inline-math"></p><ulclass="tight"data−tight="true"><li><pstyle="text−align:left;"><spandata−latex="I"data−type="inline−math"></span>:intensiteˊsonore(en<spandata−latex="W⋅m−2"data−type="inline−math"></span>)</p></li><li><pstyle="text−align:left;"><spandata−latex="P"data−type="inline−math"></span>:puissancesonore(en<spandata−latex="W"data−type="inline−math"></span>)</p></li><li><pstyle="text−align:left;"><spandata−latex="S"data−type="inline−math"></span>:surfacereˊceptrice(en<spandata−latex="m2"data−type="inline−math"></span>)</p></li></ul></li><li><pstyle="text−align:left;"><strong>Niveaud′intensiteˊsonore(</strong><spandata−latex="L"data−type="inline−math"></span><strong>):</strong>Mesuredel′intensiteˊsonoreperc\cue,endeˊcibels.<spandata−latex="</p><ul class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;"><span data-latex=" I " data-type="inline-math"></span> : intensité sonore (en <span data-latex="W \cdot m^{-2}" data-type="inline-math"></span>)</p></li><li><p style="text-align: left;"><span data-latex=" P " data-type="inline-math"></span> : puissance sonore (en <span data-latex="W" data-type="inline-math"></span>)</p></li><li><p style="text-align: left;"><span data-latex=" S " data-type="inline-math"></span> : surface réceptrice (en <span data-latex="m^2" data-type="inline-math"></span>)</p></li></ul></li><li><p style="text-align: left;"><strong>Niveau d'intensité sonore (</strong><span data-latex=" L " data-type="inline-math"></span><strong>) :</strong> Mesure de l'intensité sonore perçue, en décibels. <span data-latex=" L = 10 \cdot \log\left(\frac{I}{I_0}\right) " data-type="inline-math"> I_0 = 10^{-12} \, \text{W} \cdot \text{m}^{-2} $ (seuil d'audibilité).

Plage :

  • : seuil d'audibilité.

  • : seuil de douleur.

  • Timbre : Permet de distinguer deux sons de même hauteur.

    • Son pur : sinusoïdal, une seule fréquence (ex: diapason).

    • Son complexe : plusieurs fréquences (harmoniques) en même temps.

    Fréquence des harmoniques :

    </p><ulclass="tight"data−tight="true"><li><pstyle="text−align:left;"><spandata−latex="f1"data−type="inline−math"></span>:freˊquencedusonfondamental.</p></li><li><pstyle="text−align:left;"><spandata−latex="n"data−type="inline−math"></span>:rangdel′harmonique(entier:<spandata−latex="1,2,3,..."data−type="inline−math"></span>).</p></li><li><pstyle="text−align:left;"><spandata−latex="fn"data−type="inline−math"></span>:freˊquencedel′harmonique<spandata−latex="n"data−type="inline−math"></span>.</p></li></ul><pstyle="text−align:left;">Exemple:Pourundiapasonde<spandata−latex="f1=440 Hz"data−type="inline−math"></span>(La3):</p><ulclass="tight"data−tight="true"><li><pstyle="text−align:left;">1erharmonique:<spandata−latex="f1=1×440=440 Hz"data−type="inline−math"></span></p></li><li><pstyle="text−align:left;">2eharmonique:<spandata−latex="f2=2×440=880 Hz"data−type="inline−math"></span></p></li><li><pstyle="text−align:left;">3eharmonique:<spandata−latex="f3=3×440=1320 Hz"data−type="inline−math"></span></p></li></ul><pstyle="text−align:left;">Letimbredeˊpend:</p><ulclass="tight"data−tight="true"><li><pstyle="text−align:left;">Dunombred′harmoniques.</p></li><li><pstyle="text−align:left;">Deleurintensiteˊrelative.</p></li><li><pstyle="text−align:left;">Deleureˊvolutiondansletemps.</p></li></ul></li></ol><h2style="text−align:left;">4.EffetDoppler</h2><pstyle="text−align:left;">L′effetDopplerestladiffeˊrenceentrelafreˊquenceeˊmise(<spandata−latex="fS"data−type="inline−math"></span>)parunesourceetlafreˊquencerec\cue(<spandata−latex="fR"data−type="inline−math"></span>)parunreˊcepteurlorsquel′undesdeux(oulesdeux)estenmouvement.</p><pstyle="text−align:left;"><spandata−latex="</p><ul class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;"><span data-latex=" f_1 " data-type="inline-math"></span> : fréquence du son fondamental.</p></li><li><p style="text-align: left;"><span data-latex=" n " data-type="inline-math"></span> : rang de l'harmonique (entier : <span data-latex=" 1, 2, 3, ... " data-type="inline-math"></span>).</p></li><li><p style="text-align: left;"><span data-latex=" f_n " data-type="inline-math"></span> : fréquence de l'harmonique <span data-latex=" n " data-type="inline-math"></span>.</p></li></ul><p style="text-align: left;">Exemple : Pour un diapason de <span data-latex=" f_1 = 440 \, \text{Hz} " data-type="inline-math"></span> (La3) :</p><ul class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;">1er harmonique : <span data-latex=" f_1 = 1 \times 440 = 440 \, \text{Hz} " data-type="inline-math"></span></p></li><li><p style="text-align: left;">2e harmonique : <span data-latex=" f_2 = 2 \times 440 = 880 \, \text{Hz} " data-type="inline-math"></span></p></li><li><p style="text-align: left;">3e harmonique : <span data-latex=" f_3 = 3 \times 440 = 1320 \, \text{Hz} " data-type="inline-math"></span></p></li></ul><p style="text-align: left;">Le timbre dépend :</p><ul class="tight" data-tight="true"><li><p style="text-align: left;">Du nombre d'harmoniques.</p></li><li><p style="text-align: left;">De leur intensité relative.</p></li><li><p style="text-align: left;">De leur évolution dans le temps.</p></li></ul></li></ol><h2 style="text-align: left;">4. Effet Doppler</h2><p style="text-align: left;">L'effet Doppler est la différence entre la fréquence émise (<span data-latex=" f_S " data-type="inline-math"></span>) par une source et la fréquence reçue (<span data-latex=" f_R " data-type="inline-math"></span>) par un récepteur lorsque l'un des deux (ou les deux) est en mouvement.</p><p style="text-align: left;"><span data-latex=" \Delta f = f_R - f_S " data-type="inline-math">$

    • Si la source et le récepteur se rapprochent : le son perçu est plus aigu ().

    • Si la source et le récepteur s'éloignent : le son perçu est plus grave ().

    Applications :

    • Radars routiers

    • Échographie Doppler

    • Étude de la circulation sanguine

    • Ondes Mécaniques Progressives : Fiche Récapitulative

    Une onde mécanique progressive est la propagation d'une perturbation dans un milieu matériel, sans transport de matière, mais avec transport d'énergie. Contrairement aux ondes électromagnétiques, elle ne se propage pas dans le vide.

    I. Caractéristiques Générales des Ondes

    A. Dimensions de Propagation

    • 1 dimension : Onde le long d'une corde (propagation linéaire).
    • 2 dimensions : Onde à la surface de l'eau (propagation plane).
    • 3 dimensions : Onde sonore (propagation dans tout l'espace).

    B. Retard et Amortissement

    • Retard () : Temps mis par la perturbation pour aller d'un point A à un point B.
      • Formule (pour 1D) :
      • : retard (s)
      • : distance entre A et B (m)
      • : vitesse de l'onde ()
    • Amortissement : Le milieu absorbe de l'énergie, ce qui diminue l'amplitude de l'onde. C'est pourquoi les ondes finissent par disparaître.

    C. Croisement et Superposition des Ondes

    • Deux ondes peuvent se croiser sans se perturber durablement.
    • Interférence constructive (en phase) : Les amplitudes s'additionnent. Amplitude maximale.
    • Interférence destructive (opposition de phase) : Les amplitudes se soustraient. Amplitude minimale.

    II. Ondes Mécaniques Périodiques

    Une onde progressive mécanique périodique se propage dans un milieu matériel et se répète régulièrement dans le temps. ⚠️ Une onde est périodique uniquement si sa source l'est.

    A. Double Périodicité

    • Période () : Temps (s) séparant l'arrivée de 2 perturbations successives en un même point.
    • Longueur d'onde () : Distance (m) séparant 2 perturbations successives dans l'espace. Elle correspond au motif élémentaire qui se répète.

    B. Ondes Sinusoïdales (Fonction sinusoïdale du temps)

    Elles sont caractérisées par :
    • Période (s)
    • Fréquence (Hz)
    • Longueur d'onde (m)
    • Vitesse ()
    Relations Fondamentales :

    III. Exemples d'Ondes dans la Matière

    A. La Houle

    • Onde de surface, périodique, produite par le vent.
    • Les particules d'eau effectuent un mouvement local mais sans transport net de matière.
    • Ondes courtes :
    • Ondes longues :
    • Tsunamis : Très grande longueur d'onde (10-200 km), très longue période, vitesse jusqu'à 700 près des côtes.

    B. Les Ondes Sismiques

    Libération brutale d'énergie au niveau des failles.
    • Ondes de volume :
      • Ondes P (Primaires) : les plus rapides, se propagent dans solides et liquides.
      • Ondes S (Secondaires) : plus lentes, se propagent dans les solides uniquement.
    • Ondes de surface (L et R) : fortes amplitudes, très destructrices.
    • Magnitude : énergie libérée (échelle de Richter, logarithmique).
    • Intensité : effets observés en surface (échelle MSK, qualitative). ⚠️ Magnitude Intensité.

    C. Le Son

    Onde mécanique, progressive, longitudinale, de compression-dilatation, en 3 dimensions. Nécessite un milieu matériel.
    1. Hauteur et Fréquence
    Liée à la fréquence :
    • Son aigu : fréquence élevée.
    • Son grave : fréquence faible.
    Domaines :
    • Infrasons :
    • Sons audibles :
    • Ultrasons :
    2. Intensité Sonore () et Niveau Sonore ()
    • Intensité sonore : ()
      • : Puissance sonore (W)
      • : Surface réceptrice ()
    • Niveau sonore : (dB)
      • (seuil d'audibilité)
      • Plage : 0 dB (seuil d'audibilité) à 120-130 dB (seuil de douleur).
    3. Son Pur et Son Complexe
    • Son pur : Sinusoïdal, une seule fréquence (ex: diapason).
    • Son complexe : Plusieurs fréquences (harmoniques) superposées.
      • : fréquence fondamentale.
      • : rang de l'harmonique ().
    4. Timbre
    Dépend du nombre d'harmoniques, de leur intensité et de leur évolution temporelle. Deux sons peuvent avoir la même hauteur mais un timbre différent.

    IV. Effet Doppler

    Différence entre la fréquence émise () et la fréquence reçue () due au mouvement relatif entre la source et le récepteur.
    • Source et récepteur se rapprochent son plus aigu ().
    • Source et récepteur s'éloignent son plus grave ().
    Applications : radars routiers, échographie Doppler, circulation sanguine.

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