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Onde

Cet article de science fait partie de la série physique

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Une onde est la réaction d'adaptation d'un milieu à un changement local de contraintes, des perturbations, qui engendre une propagation.

Par exemple :

• dans la mer, une vague est créée par la rencontre d'un courant marin et d'un vent, cette contrainte changeante provoque une variation de la hauteur d'eau ;
• lorsque l'on frappe un solide, il se crée une déformation locale en réaction à la variation de pression ;
• lorsque l'on déplace des charges électriques, les champs magnétiques et électriques varient pour s'adapter à la variation de position des charges.

Cette perturbation se propage à tout le milieu, formant le phénomène d'onde. Ceci s'accompagne d'un déplacement d'énergie. Dans le cas d'une onde mécanique, il y a des petits déplacements locaux et non durables des éléments de ce milieu, mais pas de déplacement global (une vague n'est pas un courant marin). Les ondes électromagnétiques peuvent se déplacer dans le vide comme dans un milieu diélectrique. Donc, une onde est un déplacement d'énergie sans déplacement de matière.

On voit que cette définition est presque identique au déplacement d'une particule, qui elle aussi déplace une énergie dans un milieu, en provoquant des perturbations locales et non durables. C'est ce que traduit le principe de dualité onde-particule.

Types d'ondes

On distingue plusieurs catégories d'ondes :

• les ondes longitudinales, qui se propagent dans la direction des vibrations du milieu (exemple type : le son dans un milieu sans cisaillement : eau, air... )
• les ondes transversales, qui se propagent perpendiculairement aux vibrations, ces dernières semblant déformer le milieu, de sorte qu'il faut faire intervenir une dimension supplémentaire pour les décrire (exemple type : les vagues, les ondes S des tremblements de terre, les ondes électromagnétiques). On parle pour décrire ceci de polarisation.

Le milieu de propagation d'une onde peut être tridimensionnel (onde sonore, lumineuse, etc.), bidimensionel (onde à la surface de l'eau), ou unidimensionel (onde sur une corde vibrante).

Une onde peut posséder plusieurs géométries : plane, sphérique, etc. Elle peut également être progressive, stationnaire ou évanescente (voir Propagation des ondes).

D'un point de vue plus formel, on distingue également les ondes scalaires qui peuvent être décrites par un nombre variable dans l'espace et dans le temps (le son dans les fluides par exemple), et les ondes vectorielles qui nécessitent un vecteur à leur description (la lumière par exemple).

Exemples d'ondes

• Ondes mécaniques :
  • Les vagues sont des perturbations qui se propagent dans l'eau (voir aussi tsunami).
  • Onde sur une corde vibrante
  • Le son est une onde de pression qui se transmet dans les fluides et les solides, et qui est détectée par le système auditif
  • Les ondes sismiques sont similaires aux ondes sonores et sont engendrées lors d'un tremblement de terre
• Ondes électromagnétiques :
  • La lumière et, en général, les ondes électromagnétiques résultent des perturbations électromagnétiques
  • Une onde radio est un champ électromagnétique variable, souvent périodique, produit par une antenne
• Les ondes gravitationnelles

Voir également :

• Propagation des ondes
• Soliton
• Phase
• Diffusion des ondes
• Réflexion des ondes
• Réfraction
• Diffraction
• Interférence.