On dit qu'une onde mécanique se propage quand les perturbations mécaniques se propagent sans qu'il y ait déplacement de matière. Remarque : La corde constitue le milieu de propagation, elle ne se déplace par dans son ensemble mais on observe des déformations locales qui elles se propagent.
Les ondes peuvent-elles se propager dans le vide ? Si la grandeur physique qui se propage est liée à un milieu matériel (déformation, surpression, etc…) alors celle-ci ne peut pas se propager dans le vide. En particulier les ondes sonores ne peuvent se propager que dans l'air, un liquide ou dans un solide.
Une onde est dite progressive si elle correspond à la propagation dans l'espace et au cours du temps d'une perturbation (variation d'une grandeur physique). Cette propagation s'effectue sans transport de matière mais avec un transport d'énergie.
Une onde électromagnétique est une catégorie d'ondes qui peut se déplacer dans un milieu de propagation comme le vide ou l'air, avec une vitesse avoisinant celle de la lumière, soit près de 300 000 kilomètres par seconde. Ces ondes sont par exemple produites par des charges électriques en mouvement.
Le profil de chacune des deux composantes subit une translation uniforme, f(x, t) correspondant à une propagation de l'onde vers la gauche, g(x,t) à une propagation vers la droite, à condition de définir l'axe des x croissant vers la droite.
Les ondes S, elles, sont des ondes cisaillantes : les matériaux traversés sont distordus puis retrouvent leur forme initiale. Ces ondes ne peuvent donc se propager que dans les milieux qui offrent une résistance à la distorsion, c'est-à-dire les solides.
Phénomènes affectant la propagation des ondes
Réfraction. Diffusion. Diffraction.
Propagation à travers un milieu
Lorsque la lumière se propage dans un milieu (air, eau, verre...), elle interagit avec celui-ci. Ce dernier modifie les propriétés de la lumière. Il peut changer sa vitesse, lui prendre de l'énergie (plus rare, lui en donner).
La vitesse de propagation du son dépend de la nature du milieu dans lequel l'onde se propage mais également de la température. Vitesse de propagation d'une onde acoustique, à 20°C : dans l'air : 344 m/s, soit environ 1 240 km/h. dans l'eau : 1 500 m/s, soit environ 5 400 km/h.
Une onde transversale est mécanique lorsque les particules du milieu de propagation oscillent perpendiculairement à la direction de l'onde. Une vague est une onde mécanique transversale. Le passage d'une vague fait osciller verticalement les particules d'eau, alors que la vague se déplace horizontalement vers la côte.
Une onde est une perturbation périodique d'une grandeur physique qui se propage à travers l'espace. Les ondes mécaniques, telles les vagues ou les ondes sonores, ont besoin de matière pour se propager.
En l'absence de matière, la vibration ne peut se propager de proche en proche. Le son ne peut donc pas être diffusé dans le vide (par exemple dans l'espace).
Le son se propage particulièrement bien sous l'eau, l'atténuation due à l'absorption et à la diffusion est beaucoup plus faible que pour les ondes électromagnétiques. Les ondes acoustiques constituent le meilleur moyen de transmission sous l'eau.
Dans les fluides, comme l'air et les liquides, l'onde sonore est longitudinale, c'est-à-dire que les particules vibrent parallèlement à la direction de déplacement de l'onde. Dans le vide, le son ne trouve plus de support matériel pour se propager.
Dans le vide, la lumière se propage à une vitesse constante de 300 000 km/s. Cette vitesse, aussi appelée célérité, se note c et correspond aussi à la vitesse de propagation de toutes les autres ondes électromagnétiques (ondes radios, micro ondes, infrarouge, etc…).
La vitesse du son augmente aussi avec la pression atmosphérique. Dans un liquide, plus dense que l'air, le son se propage plus rapidement. Ainsi, dans l'eau, la vitesse du son -- qui dépend aussi de la compressibilité du milieu -- est de quelque 1.480 mètres par seconde. Elle augmente logiquement encore dans un solide.
Pour observer cette source et donc pour recevoir la lumière qu'elle émet on doit aligner les trous des différents cartons: l'alignement des différents trous montre bien que la lumière se propage en ligne droite.
Les ondes radioélectriques ou ondes hertziennes sont des ondes électromagnétiques qui se propagent de deux façons : dans l'espace libre (propagation rayonnée, autour de la Terre par exemple) dans des lignes (propagation guidée, dans un câble coaxial ou un guide d'ondes)
Les ondes S, qui elles correspondent à un cisaillement, ne se propagent que dans les solides car ces derniers offrent une résistance au cisaillement (contrairement aux fluides). Les mouvements réels sont perpendiculaires à la direction de propagation.
Les ondes sont sensibles aux obstacles de dimensions plus grandes que leur longueur d'onde: à une puissance d'émission donnée, plus la fréquence de l'onde est faible (c'est-à-dire plus la longueur d'onde est importante), plus l'onde se propage sur une longue distance et passe outre les obstacles.
Les ondes utilisées pour le Wifi sont situées dans 2 gammes de fréquences : entre 2,41 et 2,49 GHz et entre 5,18 et 5,25GHz.
Les revêtements, coupes vapeur et moustiquaires, tous de type métallique, sont des matériaux ralentissant les ondes. La pierre, la brique, les matériaux denses ont également une capacité à ralentir la pénétration des ondes.
Les ondes P se propagent dans tous les milieux, solides et liquides et sont capables de traverser la Terre de part en part. Ce sont les plus rapides (6 km/s en moyenne dans la croûte terrestre), ce qui explique qu'elles soient les premières à être enregistrées sur les sismogrammes.