Physique Chapitre 1 Terminale S
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Ondes et particules
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Dualité onde-particule
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Cours des TS1 Lycée Thibaut de Champagne de Provins version 1.1.1
Les ondes et les particules sont supports d'informations. propagation est une propriété du milieu : c (son) = 340 m/s air à 20°C et c (lumière) =300 000.
Terminale S PHYSIQUE - CHIMIE FICHES RESUMES DE COURS
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1 août 2013 1 Les diverses particules et leurs détecteurs. 2. 2 Les divers rayonnements. 2. 3 Les ondes mécaniques. 2. 4 Les ondes progressives.
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Ondes électromagnétiques - Définition - cours
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ONDES ET PARTICULES - ac-versaillesfr
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Chapitre 1 : Ondes et particules - Free
1 Choisir parmi les termes suivants celui (ceux) qui caractérise(nt) les ondes ultrasonores : progressives transversales longitudinales mécaniques électromagnétiques 2 Exprimer en fonction de L la distance parcourue par les ultrasons pour effectuer le trajet de l'émetteur au récepteur 3
Résumés de cours de Physique-Chimie Terminale S
Ondes et particules Rayonnement Ce terme général va quali?er l’émission de particules qu’il s’agisse de photons (consti-tuants en particulier la lumière visible mais aussi les ondes électromagnétiques) de neutrinos (par-ticules de masse très faible et qui interagissent très faiblement avec la matière) ou de matière « or-
Pourquoi les ondes électromagnétiques sont-elles considérées comme un flux de particules?
Les ondes électromagnétiques peuvent dans certaines condition être considérées comme un flux de particules (de corpuscules) appelée photons. La notion de « photon » permet d’intrepréter cette caractéristiques de la lumière et en particulier les échangent d’énergie qu’elle oeut opérer avec la matière.
Quelle est la différence entre les ondes longitudinales et transversales ?
Les ondes longitudinales (ondes de compression) provoquent des compressions et des dilatations des éléments composant la matière dans la direction de propagation de l'onde. Les ondes transversales (ondes de cisaillement) provoquent des déplacements de matière solide dans une direction perpendiculaire à la direction de propagation.
Quelle est la physique des ondes?
9 La physique des ondesI Des vagues à la surface de l’eau, une corde de guitare qui vibre, le son d’une flûte; voilà quelques exemples concrets de ce que les phy- siciens résument parfois en un seul mot: “onde”.
Pourquoi les ondes électromagnétiques peuvent-elles perturber les mécanismes physiologiques des organismes vivants ?
Sans parler d’hypersensibilité, les ondes électromagnétiques peuvent perturber les mécanismes physiologiques des organismes vivants si l’exposition est répétée. Si elles sont très fortes, elles peuvent entraîner une élévation localisée de la température. Cela est extrêmement rare en raison de la réglementation actuelle sur le sujet.
Chapitre 1
Les particules et les ondes
Table des matières
1 Les diverses particules et leurs détecteurs2
2 Les divers rayonnements2
3 Les ondes mécaniques2
4 Les ondes progressives3
5 Exercice3
PAUL MILAN1 PHYSIQUE-CHIMIE. TERMINALES
3 LES ONDES MÉCANIQUES
1 Les diverses particules et leurs détecteurs
les électrons, les neutrons, les quarks, les photons... et des particules plus com- plexes comme les atomes, les molécules, les ions... Ces particules proviennent pour notre planète du Soleil. On repère les particules à l"aide d"un détecteur : empilement géantd"une mul- titude de dispositifs sensibles, conçus pour que les particules les traversent et y produisent des impulsions électriques. Amplifiées, celles-cideviendront des signaux capables d"être déchiffrés, triés, sélectionnés, mesurés, comparés. La plupart des détecteurs sont plongés dans le champ magnétique d"unpuis- sant aimant permettant de repérer la charge de la particule. Le plus connu des ces détecteurs est le compteurgeigerqui permet de détecter les particules ra- dioactives (rayonα,β,γet rayons X). •La quasi totalité des particules possède une masse sauf le photon. •La détection de particules nous permet d"avoir des renseignementssur l"ori- gine de l"Univers, sur les proprétés des étoiles, et nous révèle l"existence de particules pour éventuellement nous protéger. Remarque :Pour plus de renseignement,se reporter au document : quand l"énergie devient matière2 Les divers rayonnements
Il existe plusieurs types de rayonnements électromagnétiques : la lumière visible, les UV, les IR, les rayons X etγ, les ondes radio etc. La plupart des rayonnements qui parviennent du Soleil sont stoppé par l"atmosphère : les rayon X, les UVC... D"autres comme la lumière visible et la plupart des ondes radio sont peu absorbés par l"atmosphère. Ondes hertziennesMicro ondesIRVisibleUVXγ 10 km1 m 1 mm 800nm400nm10 nm 0,001 nm
Spectre des longueurs d"ondes électromagnétiques3 Les ondes mécaniques
Définition 1 :On appelleonde mécanique, la propagation d"une pertubation dans un milieu matériel Exemple :Les ondes sonores, la houle, la compression des spires d"un ressort, les ondes sismiques... On utilise des capteurs pour détecter les ondes : les ondes sonores sont captées par des échographes etc.PAUL MILAN2 PHYSIQUE-CHIMIE. TERMINALES
4 Les ondes progressives
Définition 2 :On appelleonde progressive, la propagation d"une pertubation qui s"accompagne d"un transport d"énergie maispas de matière Remarque :Une onde progressive peut exiger la présence d"un milieu matériel, et dans ce cas il s"agit d"une onde mécanique (son) mais elle peutaussi se propa- ger dans le vide et dans ce cas il s"agit d"une onde électromagnétique (lumière). Définition 3 :La célérité d"une ondecest donnée par la relation :c=dΔt aveccen m.s-1,den m etΔten s Exemple :La vitesse du son est de 331,45 m.s-1dans l"air à 0°C. Elle augmente avec la température : 346,3 m.s -1à 25° et avec la densité du milieu : 1500 m.s-1 dans l"eau à 25°C Les ondes progressives sont caractérisées par trois propriétés :1) Une onde se propage dans toutes les directions qui lui sont offertes. On dis-
tingue : •les ondes unidirectionnelles (ressort) •les ondes bidirectionnelles (la propagation de perturbation de l"eau calme d"un lac causée par un caillou) •les ondes tridirectionnelles (son et lumière)2) Principe de superposition des ondes : lorsque deux ondes se croisent, elles se
superposent et chacune poursuit son cheminsans être modifiée.3) Les ondes peuvent être transversales ou longitudinales.
•Une onde esttransversalelorsque la direction de sa perturbation et la di- rection de sa propagation sont perpendiculaires (onde se propageant le long d"une corde, onde électromagnétique). •Une onde estlongitudinalelorsque la direction de sa perturbation et la direction de sa propagation sont parallèles (ressort, ondes sonores). Remarque :Les ondes mécaniques transversales peuvent s"établir si le milieu tend à s"opposer au cisaillement ce que font mal les gaz et les liquides. Mis à part, les ondes à la surface des liquides, aucune onde transversalene s"établit au sein des liquides et des gaz contrairement aux solides. Les ondes mécaniques longitudinales sont des ondes de compression comme les ondes sonores.5 Exercice
Une web-cam filme à 25 images par seconde une vague à la surface de l"eau. On appellerla distance entre l"origine de la perturbation et sa position sur une image donnée. On obtient le tableau suivant :PAUL MILAN3 PHYSIQUE-CHIMIE. TERMINALES
5 EXERCICE
image12345678910 ren mm1223364761728596107121Déterminer la célérité de cette onde.
On peut faire une représentation de la fonctionr(t)du tableau.125s=0,04 s102030405060708090100110120130
0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28 0.32 0.36 0.40
?A1? A2? A3? A4? A5? A6? A7? A8? A9? A10 GΔrΔt
O t(s)r(mm) Les points sont quasi alignés, ce qui prouve que la vitesse de l"ondeest constante. Pour trouver la droite qui passe au plus près des points, on peut, par exemple, dé- terminer le point moyen G (moyenne des coordonnées des 10 points). La célérité cest alors le coeffcient directeur de la droite (OG). G ⎩x G=125×1+2+???+1010=55250=0,22
yG=12+23+???+121
10=66010=66
On a alors :c=Δr
Δt=660,22=300 mm.s-1=0,3 m.s-1
PAUL MILAN4 PHYSIQUE-CHIMIE. TERMINALES
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