Comment utiliser la loi des gaz parfaits
Apprenez a utiliser la loi des gaz parfaits PV = nRT etape par etape. Couvre la pression, le volume, la temperature, les moles, la constante des gaz et les applications.
Qu'est-ce qu'une onde ?
Une onde est une perturbation qui transporte de l'energie a travers un milieu (ou l'espace dans le cas des ondes electromagnetiques) sans transporter de matiere. Les ondes mecaniques (son, ondes sur l'eau, ondes sismiques) necessitent un milieu materiel pour se propager. Les ondes electromagnetiques (lumiere, radio, rayons X) peuvent voyager dans le vide. Les ondes sont classees en ondes transversales (oscillation perpendiculaire a la direction de propagation, comme les ondes sur une corde) et ondes longitudinales (oscillation parallele a la direction de propagation, comme le son).
Longueur d'onde, frequence et amplitude
La longueur d'onde (lambda) est la distance entre deux points identiques consecutifs de l'onde (par exemple, de crete a crete). La frequence (f) est le nombre de cycles complets par seconde, mesuree en hertz (Hz). La periode (T) est le temps pour un cycle complet : T = 1/f. L'amplitude est le deplacement maximal par rapport a la position d'equilibre et determine l'energie de l'onde. La relation fondamentale est : vitesse = frequence x longueur d'onde, soit v = f * lambda. Pour le son dans l'air, v est environ 343 m/s. Pour la lumiere dans le vide, c est environ 3 x 10^8 m/s.
Interference et diffraction
L'interference se produit lorsque deux ondes ou plus se superposent. L'interference constructive se produit lorsque les cretes coincident, augmentant l'amplitude. L'interference destructive se produit lorsqu'une crete coincide avec un creux, reduisant l'amplitude. La diffraction est la courbure des ondes autour des obstacles ou a travers des ouvertures. La diffraction est plus prononcee lorsque la taille de l'obstacle ou de l'ouverture est comparable a la longueur d'onde. C'est pourquoi le son contourne les coins (grandes longueurs d'onde) mais la lumiere semble voyager en ligne droite (tres courtes longueurs d'onde, diffraction negligeable a l'echelle humaine).
Reflexion et refraction
La reflexion se produit lorsqu'une onde rebondit sur une surface. La loi de la reflexion stipule que l'angle d'incidence est egal a l'angle de reflexion. La refraction se produit lorsqu'une onde change de vitesse en passant d'un milieu a un autre, ce qui modifie sa direction. La loi de Snell-Descartes decrit la refraction : n1 * sin(theta1) = n2 * sin(theta2), ou n est l'indice de refraction du milieu. La refraction explique pourquoi un baton parait plie lorsqu'il est partiellement immerge dans l'eau et pourquoi les prismes decomposent la lumiere blanche en un arc-en-ciel (chaque couleur a un indice de refraction legerement different).
L'effet Doppler et les ondes stationnaires
L'effet Doppler est le changement apparent de frequence d'une onde lorsque la source et l'observateur sont en mouvement relatif. Lorsque la source s'approche, la frequence augmente (son plus aigu, lumiere decalee vers le bleu). Lorsqu'elle s'eloigne, la frequence diminue (son plus grave, lumiere decalee vers le rouge). Les ondes stationnaires se forment lorsque deux ondes de meme frequence voyagent en sens opposes et interferent, creant des noeuds (points d'amplitude nulle) et des ventres (points d'amplitude maximale). Les ondes stationnaires expliquent le fonctionnement des instruments de musique a cordes et a vent.