Thème 4: Ondes et Signaux

I ( W/m²)

C'est la puissance accoustique recue par unité de surface. Si la puissance accoustique est répartie uniformément sur la surface: P ( W)/S( m²).

L ( dB)

10 log ( I/I0)

I0

10^-12

I ( W/m²)

I0×10^(L/10)

Son musical

Phénomène vibratoire périodique modélisé par une fonction périodique de Periode T(s) et de fréquence f (Hz)= 1/T

T

Période en s, 1/f

f

Fréquence en Hz, =1/T

Effet Doppler

Lorsqu’un émetteur se déplace par rapport à un récepteur, la fréquence ( et la période) de l’ondee recue est différente de la fréquence ( et la période) du signal émis.

• si E et R se rapprochent: Te>Tr, λe>λr, Δf >0, fe<fr ( son recu + aigu que le émis, lumière recue plus bleue)

• si E et R s’éloignent: Te < Tr, λe<λr, Δf<0, fe>fr

Surface sphère

4piR²

Qui peut s’ajouter L ou I

I, si IL y a plusieurs L on entendra que celui a la plus haute valeur

Blushift

La lumière recue est plus bleue que la lumière émise lambda e> lambda r

Redshift

la lumière recue est plus rouge que la lumière émise lambda e< lambda r

Atténuation géométrique A ( dB)

C’est la diminution du niveau d’intensité sonore L lorsque la distance à la source sonore augmente. L'approche - Léloigné

Atténuation par absorbtion A ( dB)

Elle évalue la capacité d’un matériaux à lutter contre la transmission de bruit = Lémis-Ltransmis

Effet doppler-fizeau

décalage de la longueur d’onde d’une onde lumineuse dû au mouvement relatif entre la galaxie et la terre

Phénomène de diffraction

C'est le changement de direction de propagation d’une onde, et s‘observe lorsque les dimensions de l’ouverture sont de l’ordre de grandeur de la longueur d’onde pour une onde mécanique, et une dizaine de longueurs d’ondes pour une onde lumineuse

θ ( def)

Angle caractéristique de diffraction

Dans le cas d’une ouverture rectangulaire de largeur a

• Sin( θ)= λ/a

• Si le rapport λ/a<10°, θ (rad) =λ/a =L/2D

Pour les ondes lumineuses, dans le cas d’une ouverture circulaire

θ(rad)=1,22xλ/d si λ/d petit

interférences ( comment elles s’obtiennent)

Elles s’obtiennent avec des ondes de meme fréquence et présentant un déphasage constant. Les sources qui émettent ces ondes sont des sources ponctuelles en phase

Interférences constructive

C'est quand 2 ondes de meme longueur d’onde, se déplaçant dans un milieu homogène et provenant de deux sources ponctuelles en phase, arrivent en phase en un point. L’amplitude de l’onde resultante est alors supérieure à celle des ondes de départ.

Condition d’interférence constructive

d2-d1= k x λ avec k un entier relatif et d1= S1M ( pareil pour d2)

Interférences destructive

c’est quand deux ondes de longueur d’onde lambda se déplacent dans un milieu homogène et provenant de deux sources ponctuelles en phase, arrivent en opposition de phase en un point. L'amplitude de l'onde resultante est alors nulle.

Condition d’interférence destructive

d2-d1= ( k+1/2) x λ avec k un entier relatif et d1=S1M’ ( pareil pour d2)

interfrange i

Distance xk+1-xk séparant les centres de deux franges brillantes ou sombres consécutives. Elle augmente uand la longueur donde augmente et la distance entre les deux sources

= D lambda / n b (distance qui sépare les sources)

L ( largeur frange centrale)

= 2λD/a

Lentille mince convergente

C'est une lentille dont l’épaisseur est faible devant le diamètre de la lentille. Une lentille convergente est une lentille biconvexe ou plano-convex qui “ resserre” les rayons lumineux

Foyer image F’

Tout faisceau de lumière cylindrique parallèle à l’axe optique converge en un point appelé point foyer image de la lentille, noté F’

Distance focale f’

Mesure algébrique OF’ barre= OF’>0 pour une lentille convergente

Vergence c

Inverse de la distance focale, mesurées en dioptrie si f exprimé en m ( tjr positif pour une lentille convergente). c =1/f’

Plan focal image

Tout faisceau de lumière cylindrique converge en un point du plan focal image, perpendiculaire à l’axe optique en F’

Foyer objet F

Tout faisceau de lumière émergeant du foyer objet F ressort de la lentille parallèle à l’axe optique on a OF barre = - OF’ barre = -f’

Plan focal objet

Tout faisceau de lumière émergeant d’un point du plan focal image ressort de la lentille sous forme d’un faisceau cylindrique

Relation de conjuguaison

Soit un objet AB donnant une image A’B’ a travers une lentille convergente de centre et de distance focale f’. On peut démontrer que 1/OA’ barre -1/OA barre = 1/OF’ barre

Grandissement Y

Rapport de la taille de l'image sur la taille de l’objet. Le grandissement est positif lorsque l’image est droite et negatif lorsque l’image est renversée

Y = OA’barre/OAbarre = A’B’barre/AB barre

Grossissement G

A' ( angle sous lequel on voit l’objet à travers l’instrument ) / a ( angle sous lequel on voit le mieux l’objet a l’oeuil nu)

Lunette astronomique

Constituée de deux systèmes:

• l’objectif, un système convergente de tres grande distance focale ( de l’ordre du mètre ) et de grand diamètre qui fournit une image intermédiaire d’un objet situé à l‘infini

• L'occulaire, un système convergente de courte distance focale ( de l’ordre du cm ) jouant le role de loupe sur l’image intermédiaire.

C’est une lunette afocale

Lunette afocale

Une lunette est afocale si elle donne d’un objet à l’infini une image à l’infin, Cad si le foyet image de l’objectif et le foyer objet de l’occulaire sont confondus

Son pur

Modélisé par un signal sinusoidal. Son spectre en fréquence est composé d’un seul pic appelé fondamental. Donc la fréquence correspond à la hauteur du son pur considéré. Plus la hauteur du son est grande, plus le son est aigu

Son composé

Modélisé par un signal périodique non sinusoidal dont la forme caractérise le timbre du son lié à l’instrument utilisé. Il résulte de l’addition de plusieurs sons purs: le fondamental de meme fréquence f que le son qui caractérise la hauteur du son, et les harmoniques de fréquence 2f, 3f, 4f, qui en définissent le timbre

lambda

v x T = v / f