Quelques images pour illustrer les propriétés des ondes

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Ondes et matière
Quelques images qui illustrent différentes propriétés des ondes
La houle : notion d’onde périodique et de longueur d’onde
La houle au coucher de soleil : notion d’onde périodique et de longueur d’onde
Cette photo n’apporte rien de plus que la précédente mais elle est jolie.
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Ondes périodiques circulaires à la surface de l’eau
Onde périodique circulaire à deux dimensions se propageant à la surface de l’eau.
Diffraction de la houle par un obstacle : baie de Panama (Panama ciudad)
Au passage de l’obstacle constitué d’une petite ile dans la baie de Panama, l’onde à la surface de l’eau
(houle) est diffractée : le front d’onde est courbé et l’onde se propage derrière l’ile, dans une région qu’elle
ne pourrait pas atteindre sans diffraction.
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Diffraction de la houle par une ouverture : Sao Martino do Porto (Portugal)
A l’entrée dans la baie, au passage de l’ouverture entre les deux rochers, l’onde à la surface de l’eau est
diffractée. La taille de l’ouverture est de l’ordre de grandeur de la longueur d’onde de la houle.
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Un autre exemple charmant de diffraction des ondes à la surface de la mer à Pylos, en Grèce
En vue du ciel, l’ouverture entre les rochers et la diffraction de l’onde… On peut remarquer qu’un petit
rocher crée une deuxième petite ouverture et qu’il y a alors interférence en plus de la diffraction.
En vue depuis les rochers avoisinants, le front d’onde semi-circulaire et la plage…
Pour situer Pylos en Messenie (Grèce).
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Interférences dans la baie de Saint Jean de Luz (France)
La baie de Saint Jean de Luz présente deux ouvertures entre trois morceaux de digue. Il se produit alors un
phénomène de superposition des ondes diffractées par chaque fente : des interférences.
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Interférences à la surface de la rivière qui traverse Bangkok, la Chao Praya (Thaïlande)
Un bateau vient de passer de gauche à droite et a créé une onde à la surface de la rivière. Cette onde se
réfléchit contre les rives où sont amarrés d’autres bateaux, immobiles. Ceux-ci se comportent alors comme
des sources secondaires et créent des ondes circulaires qui interfèrent.
Le cas d’école parfait : la baie de San Sebastián (pays basque espagnol)
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La baie de San Sebastián est une baie naturelle présentant deux ouvertures. Elle a la particularité de
présenter à la fois le phénomène de diffraction et le phénomène d’interférences selon le niveau de l’eau.
A marée basse, le niveau de l’eau est trop bas et celle-ci n’arrive pas à pénétrer par la plus petite ouverture.
Il n’y a alors qu’une ouverture et nous reconnaissons le phénomène de diffraction de la houle.
A marée haute, l’eau entre par les deux ouvertures et nous reconnaissons la figure caractéristique des
interférences.
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Quelques images moins romantiques mais sans doute plus utiles pour préparer les exercices
Figure de diffraction classique obtenue en faisant passer un faisceau laser monochromatique rouge à
travers une ouverture fine ou sur un obstacle fin (de l’ordre, en général, de quelques dizaines de
micromètres). Contrairement à ce que l’on voit, les tâches périphériques ne sont pas de plus en plus petites
mais de moins en moins lumineuses. Elles ont, en revanche, toutes la même largeur et la tâche centrale est
deux fois plus large que ces tâches périphériques.
Prises de mesures sur une tâche de diffraction : afin de s’affranchir du problème de luminosité qui influe sur
la largeur apparente des tâches, on mesure les largeurs des tâches du milieu d’une zone noire au milieu de
la zone noire suivante.
Figure d’interférences lumineuses classique obtenue en faisant passer un faisceau de lumière
monochromatique rouge par deux fentes fines séparées d’un petit écartement (fentes d’Young) : on retrouve
une tâche centrale plus large et des tâches périphériques deux fois plus petites, comme lors de la diffraction,
mais dans ce cas la figure présente, en plus, des zones d’interférences constructives et des zones
d’interférences destructives, donc une alternance de tâches lumineuses et de zones noires au sein même des
tâches de diffraction.
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Quelques figures exotiques (mais à savoir reconnaître)
Figure de diffraction obtenue en
faisant passer un faisceau de lumière
monochromatique rouge sur deux
fils fins tendus en placés en croix.
Figure de diffraction obtenue en
faisant passer un faisceau de lumière
monochromatique verte dans un
petit trou (tâches d’Airy).
Figure de diffraction obtenue en
faisant passer un faisceau de lumière
blanche polychromatique à travers
un rideau en tissu.
Figure d’interférences obtenue en
faisant passer un faisceau de lumière
monochromatique par deux petits
trous très proches (trous d’Young).
Images « googleearth » et « google.fr/images »
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