Bilan : Synthèse et méthode sur les phénomènes ondulatoires et l'effet Doppler
Terminale générale Spé · Physique-Chimie Spé Terminale
À retenir
• Diffraction par une fente de largeur a : = /a et L = 2 D/a. • Interférences par deux fentes distantes de b : = b x/D, frange brillante si = k, interfrange i = D/b. • Doppler sur onde réfléchie (radar, échographie) : f = 2 v ()/c f_E. • Toutes les longueurs en mètres (m), les fréquences en hertz (Hz).
Le cours
Grille méthodologique complète de résolution en optique et acoustique ondulatoire Ce bilan consolide les trois grands piliers des phénomènes ondulatoires au programme de Terminale : • 1. La Diffraction (1 ouverture/obstacle de dimension a) : - Écart angulaire : = /a (rad). - Largeur de la tache centrale sur écran à distance D : L = 2 D/a a = 2 D/L • 2. Les Interférences (2 fentes synchrones distantes de b) : - Différence de marche : = b x/D. - Condition constructive (brillant) : = k ; destructive (sombre) : = (k + 1/2). - Interfrange : i = D/b = b \, i/D • 3. L'Effet Doppler (mouvement relatif émetteur/récepteur) : - Onde directe : | f|/f_E v_S/v (approche f_R > f_E aigu ; éloignement f_R Méthode : reconnaître le phénomène avant de choisir la formule 1. Une seule ouverture (fente, fil, trou) et une tache centrale large : diffraction, on travaille avec la largeur a. 2. Deux sources issues d'une même source et des franges fines équidistantes : interférences, on travaille avec l'écartement b. 3. Un émetteur, un récepteur ou une cible en mouvement et une fréquence modifiée : effet Doppler ; facteur 2 si l'onde est réfléchie par la cible. 4. Convertir les longueurs en mètres et les vitesses en m/s, puis contrôler l'ordre de grandeur : tache et interfrange vont du millimètre au centimètre, et f reste très petit devant f_E si v_S v.
Dans ce chapitre
- Onde mécanique progressive, célérité et amplitude
- Double périodicité temporelle et spatiale d'une onde sinusoïdale
- Spectre des ondes électromagnétiques
- Diffraction d'une onde lumineuse monochromatique
- Condition d'observation de la diffraction et conservation de la longueur d'onde
- Écart angulaire de diffraction et largeur de la tache centrale
- Interférences lumineuses à deux ondes synchrones et cohérentes
- Différence de chemin optique et conditions d'interférences
- Dispositif des fentes d'Young et figure d'interférences
- Interfrange et mesure expérimentale de longueurs d'onde
- Principe physique de l'effet Doppler
- Formules du décalage Doppler acoustique
- Applications technologiques et médicales du Doppler
- Bilan : Synthèse et méthode sur les phénomènes ondulatoires et l'effet Doppler