Discuter:Onde

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

Projet Physique
 Onde fait partie du projet de la physique, qui a pour but d'enrichir le contenu de Wikipédia sur les sujets liés à la physique. Si vous voulez participer, vous pouvez modifier cet article ou visiter la page du projet, où vous pourrez vous y joindre et consulter la liste des tâches et des objectifs. Le portail de la physique pourrait aussi vous intéresser.
B Cet article a été classé comme d'Avancement B selon le Tableau d'évaluation du projet. (Voir les statistiques)
Maximum Cet article a été classé comme d'Importance maximum selon le Tableau d'évaluation du projet. (Contester?)
Projet WP1
 La version actuelle de Onde a été sélectionnée par le comité de sélection du projet Wikipédia 1.0. En discuter...

Sommaire

[modifier] Définition

La définition de l'onde est faible car elle repose sur la notion de milieu. Pour une onde électromagnétique doit-on dire que le vide est un milieu ?

Une meilleure définition ne pourrait-elle pas être : Une onde est une propagation d'énergie qui produit sur son passage une variation des propriétés physiques locales ?

Au 21 mai la discussion n'ayant pas eue lieu, je change la définition. Charele

Justement, on dit parfois que le vide est un milieu (puisqu'il y a même des fluctuation de l'énergie du vide). Mais ce n'est pas un milieu matériel comme on concevait l'ether autrefois. Enfin, il me semble Clarine

Il est vrai que le vide du physicien peut être considéré comme un milieu dans lequel des particules matérielles peuvent se matérialiser, ca qui est une conséquence de la physique quantique. Il me semble que cette notion ne devrait pas intervenir dans une définition classique d'une onde. -- Charele 29 janvier 2006 à 16:07 (CET)


La nouvelle définition ne convient pas plus que la première car elle ne peut pas rendre compte de la propagation des ondes électromagnétiques dans le vide. La laisser reviendrait à revenir à la notion d'éther parfaitement ténu, rigide et élastique. Ce serait pédagogiquement désastreux.Charele 1 janvier 2006 à 19:44 (CET)

Ca oui, c'est pas bon. En fait, je vois une définition commune aux mécanismes ondulatoire : c'est qu'il s'agit d'une quantité oscillante. Ensuite, la variation d'un signal aura forcément des répercussions sur certaines propriétés physiques (ça dépend de la quantité qui oscille et des propriétés physiques considérées)

Clarine

Non, une onde n'est pas forcément une oscillation. On peut avoir une onde très amortie qui ne se manifeste pas par une oscillation. Par ailleurs, dans le cas de la fonction d'onde d'une particule, je ne vois pas bien où est l'oscillation.
cdang | m'écrire 21 février 2006 à 09:38 (CET)

Oui, tu as raison pour la fonction d'onde (quoi qu'il puisse y avoir également oscillations de probabilités : dans le cas des oscillations de Rabi par exemple. Mais c'est vrai que ce n'est pas toujours le cas). Je regardais les ondes classiques (lumière, son etc.), qui étaient celles décrites par cet article : dans ce cas, c'est vrai qu'elle peut être très amortie, mais ça ne l'empêche pas d'être au départ une quantité oscillante (le facteur d'amortissement empêchant cependant d'avoir plusieurs périodes). Clarine

Bonjour,
Le problème vient de ce que le mot onde est en effet utilisé avec des sens parfois différents. Au sens large, il n'y a pas à imaginer de vibration. Une simple perturbation se propage le long d'une corde par exemple. Suivant les cas on parlera d'onde (on parle bien d'onde de choc qui n'est pas non plus une oscillation) ou bien d'ébranlement. Il faut ensuite bien faire la différence avec une vibration qui provoque alors une onde progressive périodique (et pour laquelle, on définira une longueur d'onde). D'un point de vue formel, si une onde progressive se représente par une relation du type y = f(t - x/v), alors rien n'impose que cette fonction soit périodique (même amortie). (Dbfls 19 mars 2006 à 20:58 (CET))

Dire qu'une fonction oscille ne me semble pas imposer que l'oscillation soit périodique. Mais je suis d'accord pour dire qu'avec notamment l'onde de choc, il manque un morceau de définition. Je n"arrive pas à trouver quelque chose de vraiment général Clarine

Il me semble bien que, précisément, le terme "oscillation" (ou oscillateur) correspond à des mouvements (des systèmes) caractérisés par une période (et, au sens strict, une amplitude). (Dbfls 28 mars 2006 à 14:15 (CEST))

Après recherche, j'ai trouvé plusieurs définitions, certaines avec une période (typiquement la définition de la version anglaise de wikipedia "Oscillation is the periodic variation, typically in time, of some measure"), mais d'autres non (comme dans grandictionnaire.com "Variation, habituellement en fonction du temps, d'une grandeur par rapport à sa valeur de référence spécifiée, lorsque cette grandeur varie autour d'une certaine valeur moyenne.", qui est plus ou moins ce que j'entendais par oscillation). Bref, je ne sais pas jusqu'à quel point la définition d'oscillation est codifiée. Mais du coup, je suis d'accord qu'il vaut mieux de toute façon éviter d'utiliser un terme dont la définition est flottante.

Clarine

C'est intéressant. La question qui se pose alors est : peut-il y avoir des oscillations autour d'une valeur moyenne sans qu'il y ait de période ?... J'avoue ne pas savoir la réponse... A suivre donc (Dbfls 29 mars 2006 à 13:10 (CEST))

Et les erreurs aléatoires, qui oscillent autour de 0 ? C'est rarement périodique... sinon ce n'est plus vraiment aléatoire. Tout ça ne nous dit pas ce qu'on pourraît mettre comme définition claire pour une onde. J'avoue que je sèche. --Clarine 31 mars 2006 à 22:05 (CEST)

Ouh là. Les erreurs qui oscillent, c'est une image ! Attention de ne pas déborder du domaine. Sinon, mon coeur va osciller entre continuer et arrêter... ;-)
Je n'ai pas trop le temps de cogiter à ça en ce moment (d'autant plus que je me suis lancé dans d'autres discussions sur d'autres pages de wikipedia... Ce que je peux dire aujourd'hui c'est que qq part il y a un puits de potentiel au niveau de la position dite d'équilibre, que ce puits est quadratique pour une oscillation sinusoïdale, mais qu'il peut avoir n'importe quelle forme. L'oscillation ne sera pas sinusoïdale, mais bien périodique. Par ailleurs, une oscillation peut être périodique sans que l'oscillateur ait de période propre (cas du pendule pour les angles qcq).
Je vais poser la question à qq collègues bien placés. (Dbfls 2 avril 2006 à 17:31 (CEST))

Euh, l'erreur qui oscille, ça revient évidemment à ce que la grandeur considérée oscille autour de sa valeur moyenne, non ? Je ne voit rien de choquant. Ensuite, ce que tu dis sur le puit de potentiel, c'est bien justement une question de définition : est-ce que ce puits varie au cours du temps (cf les erreur aléatoires) ou est-ce qu'il est fixe (là, c'est sûr que ce sera périodique).--Clarine 2 avril 2006 à 20:21 (CEST)

L'erreur n'est pas une fonction continue du temps... Quant au puits qui dépend du temps, je ne vois pas bien à quelle situation simple cela peut correspondre. Si elle existe, je crains que l'on soit loin de l'introduction de l'article (et donc de son propos principal). (Dbfls 2 avril 2006 à 20:38 (CEST))

Ca correspond simplement à des perturbations extérieures aléatoires (dans le sens du théorême centrale-limite : elles sont nombreuses, du même ordre de grandeur et non-corrélées), et ça arrive souvent. De toute façon, il ne s'agit pas ici de discuter d'erreurs, je voulais juste donner un exemple simple de quelque chose qui "oscille" autour d'une valeur moyenne sans être périodique. Mais derrière tout ça, c'est surtout une question de vocabulaire. Il est tout à fait possible que "oscillation" soit un mot dévolu à une variation périodique. Je le prenais dans une acception plus large, comme celle de granddictionnaire.com, mais je ne suis pas certaine que ce soit vrai. On est en train de se prendre la tête simplement parce qu'on n'utilise pas les mêmes mots, et pas parce qu'on n'est pas d'accord sur les concepts. Les mots, c'est certes très important, mais je crois que pour résumer, dans le cas présent il vaut mieux simplement éviter d'utiliser bdu vocabulaire dont le sens n'est pas clarifié. Je peux éventuellement essayer de me renseigner auprès de l'académie des technologies, qui travaille notamment sur le vocabulaire technique. Mais bref, avec tout ça, je n'ai toujours pas de définition claire de "onde".--Clarine 2 avril 2006 à 21:37 (CEST)

Je suis heureux que la discussion sur la définition du concept d'onde ait eu lieue.
J'ai réécrits en partie cette définition en espérant qu'elle satisfera tout le monde et en particulier clarine.
Pour souligner le fait qu'il s'agit d'un concept unificateur, comme la gravité, par exemple qui permet tout à la fois de comprendre que la pomme tombe au sol mais pas la Lune, j'ai ajouté une liste partielle d'ondes aux :caractéristiques très différentes.
- Charele 22 décembre 2006 à 15:01 (CET)


Je suis assez embêté par la définition donnée pour "onde" dans cet article. Le phénomène des ondes stationnaires s'intègre mal dans cette définition qui semble imposer la propagation d'une grandeur et qui plus est d'énergie. Ce n'est pas le cas des ondes stationnaires, ni des ondes évanescentes. J'ai entendu proposer : "perturbation de l'état de repos d'un milieu". Elle peut paraître restrictive à cause de sa référence à la notion de milieu. Mais ne peut on pas considérer le vide comme étant le milieu de propagation des ondes électromagnétiques. De même pour les ondes d'amplitude de probabilité. Par ailleurs, cette définition a l'intérêt de ne faire mention ni à la notion de propagation, ni à celle d'oscillation (qui est génante pour les ondes de chocs par exemple - cf Charele) Par ailleurs, je m'intéroge sur la possibilité de définir le phénomène d'onde par le couplage de deux grandeurs qui se génèrent l'une l'autre (E,B pour l'électromagnétisme, vitesse-contrainte pour des ondes mécaniques, U et I pour le courant électrique dans un cable coaxial, ...). Mais le cas des ondes d'amplitude de probabilité ne fait appel qu'à une seule grandeur, la fonction d'onde, régie par la seule équation de Schrödinger, si j'ai bien compris... Qu'en pensez vous? Julien 6 Mars 2007

Il me semble que plusieurs des problèmes posés dans cette discussion peuvent se résoudre en considérant qu'un très grand nombre de fonctions s'interprètent comme des sommes de sinusoïdes (voir Analyse spectrale). Ainsi, une onde stationnaire n'est rien d'autre que la somme de deux ondes progressives qui se propagent en sens inverse. La transformation de Fourier décompose une onde amortie en une somme d'une infinité d'ondes sinusoïdales infiniment petites, que le phénomène présente ou non des oscillations. La discontinuité de l'onde de choc correspond à un cas limite de cette analyse. Les vagues s'interprètent aussi, selon une technique d'analyse différente, comme des sommes d'ondes sinusoïdales infiniment petites. Jct 14 mars 2007 à 11:13 (CET)

Je suis assez d'accord avec la remarque de Julien le 6 Mars. La définition actuelle exclu tous les phénomènes d'ondes stationnaires et évanescentes. La définition qui me paraitrait la plus précise, ça serait une définition mathématique : Une grandeur s(\vec{r},t) est dite ondulatoire si son évolution peut être décrite par une équation d'onde : c^2\triangle s - \partial_{tt} s= f(\vec{r},t,s,\partial_i s, \partial_t s), où \triangle est l'opérateur Laplacien, c décrit la célérité de l'onde dans le milieu, qui peut éventuellement ne pas être constante et f est une fonction source. Bien sur, le problème est que cette définition est tout sauf pédagogique. La définition proposée par Jct à partir des transformées de Fourrier ne me semble pas satisfaisante, étant donné que l'immense majorité des fonctions que l'on est amenés à rencontrer en physique admettent une transformée de Fourier : si on dit qu'une onde est quelque chose qui admet une transformée de Fourier, alors cette définition englobe la quasi-totalité des grandeurs physiques. Je ne vois pas très bien comment éviter ces écueils, une définition partant de la notion de réponse à une perturbation d'un milieu n'est pas satisfaisante pour les ondes dans le vide, les définitions mathématiques font perdre le sens physique associé à la notion d'onde... Navré de ne pas être très constructif sur le coup. Fnord 10 janvier 2008


[modifier] Dimensionnalité des ondes

Les ondes sonores engendrées par une corde vibrante se propagent dans toute la salle de concert, il s'agit d'ondes tridimensionnelles. -- Charele 1 janvier 2006 à 22:06 (CET)

[modifier] Figures

Il y a un problème sur les figures, car il semble qu'on peut avoir une intensité négative. Il faudrait soit mettre que c'est l'amplitude, soit faire une figure avec un sinus carré qui reste bien positif. Clarine

Oui on peut avoir une intensité négative, où est le problème ? L'amplitude, c'est une notion différente. : cdang | m'écrire 21 février 2006 à 09:40 (CET)

Comme ci-dessus : pas pour des ondes classiques, où l'intensité est définie comme la quantité au carré, ladite quantité étant un réel. Enfin, il me semble : peut-être y a-t-il des exemples auxquels je ne pense pas. Sinon, désolée pour le mot "amplitude" : je voulais écrire A(x,t) comme les notations utilisées dans l'article (le A m'a fait écrire amplitude par association d'idées). Clarine


Je ne vois pas qu'une intensité puisse être négative... Mais pas plus qu'une amplitude !! A(x,t) n'est pas l'amplitude, c'est l'élongation, la déformation, ce que l'on veut qui dépend du temps et de la position. Quand on écrit qqche du genre : y(t)=Acos(wt) par exemple (pour faire simple), c'est A qui est l'amplitude et qui est une constante positive. (Dbfls 19 mars 2006 à 21:02 (CET))

Oui, oui, je sais ce qu'est une amplitude : comme je l'ai dit, c'est seulement une erreur par association d'idées. Pour une intensité négative, merci d'être d'accord avec moi! (je vois quand même des cas extrêmes en quantique, comme le cas des densités de proba négatives avec les quasi-probabilités, mais c'est très particulier). Clarine


A propos des figures toujours : il y a un problème entre les figures et les légendes...
L'image animée du "phénomène ondulatoire" n'est guère explicite. En fait d'onde, on voit surtout des oscillations.
L'onde progressive vue à plusieurs instants successifs est une onde périodique sinusoïdale, ce qui est un cas très particulier. De plus, le dessin avec l'amplitude disproportionnée ne donne pas l'idée d'une onde (à juste titre : on voit mal un milieu avoir une telle souplesse en restant dans le domaine linéaire).
Enfin, "Effet d'une onde en un endroit donné : variation cyclique de l'intensité" on ne voit aucun effet, et là encore, ce n'est pas d'"une" onde au sens générique, mais d'une onde sinusoïdale. C'est dommage, car il y a par ailleurs sur la toile (le web en anglais) de nombreuses illustrations de qualité. (Dbfls 2 avril 2006 à 17:51 (CEST))

[modifier] Célérité

Il y avait quelques "soucis" avec la définition de la célérité... J'ai repris en mettant fréquence, célérité et longueur d'onde dans le bon ordre. (Dbfls 19 mars 2006 à 21:23 (CET))

C'est effectivement dans un meilleur ordre. mais comment relier "rigidité du milieu" et célérité de la lumière ? En quoi le vide est-il plus rigide qu'un milieu dense pour une onde électromagnétique ? Est-ce qu'il ne faudrait pas ausi reformuler ce passage ? Est-ce qu'il faut dissocier les ondes électromagnétiques des autres ondes à ce niveau ? Je pose des questions sans rien changer moi-même, parce que comme pour les autres problèmes, je ne suis pas sûre d'avoir vraiment une vision globale (et lapreuve, j'avais oublié certains types d'ondes en ce qui concerne la définition générale).

Clarine

Il faut en effet distiguer les ondes mécaniques des ondes électromagnétiques (et donc de la lumière). La question du milieu, l'éther luminifère (qui aurait été très rigide pour propager la lumière et très poreux pour laisser passer les planètes), a été l'une des questions majeures suite à l'acceptation de la lumière comme étant une onde. Mais les équations de Maxwell fixent une célérité dans le vide liées aux propriétés électromagnétiques du vide (permittivité et perméabilité). La nature électromagnétique de la lumière est donc "immatérielle" est en effet, la rigidité du milieu n'a pas de signification. (Dbfls 29 mars 2006 à 13:03 (CEST))

OK : j'ai donc fait de légères modifs pour bien séparer les deux. J'en ai profité pour rajouter des liens versd d'autres articles wikipedia. --Clarine 31 mars 2006 à 22:22 (CEST)

Pourquoi mes modifs ont disparu ??? --Clarine 2 avril 2006 à 11:19 (CEST)

J'ai refais des modifications il y a 2 jours. Tout allait bien après. Mais je viens de revenir voir aujourd'hui : il y a des problèmes d'affichage, y compris sur des choses que je n'ai pas touchées... Help : je suis innocente (enfin, je crois). Peut-être tout redeviendra normal demain ? --Clarine

[modifier] Onde et courant électrique

Le paragraphe qui commence par "Une onde intéressante est celle qui est associée à la propagation d'un courant électrique dans une ligne. En effet, contrairement à une idée fort répandue ce n'est pas le déplacement des électrons le long d'une ligne conductrice qui crée le courant..." me paraît fort discutable ! J'ai peine à penser que ce n'est pas le déplacement des électrons qui soit le courant. L'intensité n'est-elle pas un débit de charges ? Et qu'est-ce qu'elle devient cette "onde" dans le circuit, ou va-t-elle, comment se progage-t-elle, selon quelle loi ? (Dbfls 24 mars 2006 à 21:14 (CET))

Ce que j'ai compris, c'est qu'un électron donné ne va pas se déplacer d'un bout à l'autre du fil. En effet, son libre parcours moyen est trop faible (ça, c'est vrai). Mais il y a effectivement quand même déplacement global de charges.

Clarine

La vitesse de déplacement macroscopique (global) des électrons est de l'ordre du centimètre par seconde. Ce qui se "propage" très rapidement, c'est le transitoire qui, partant de l'interrupteur (pour dire rapidement) se "propage" jusqu'à l'ampoule. Et même là, je ne suis pas sûr que l'aspect onde soit bien approprié. Pour un courant alternatif, le mouvement électronique macroscopique est une oscillation (mais pas une onde). Pour un courant continu, les électrons finissent par faire le tour du circuit, mais en qq secondes et ce n'est pas une onde non plus. (Dbfls 29 mars 2006 à 12:58 (CEST))

Je propose de supprimer ce paragraphe sur la propagation du courant en l'état actuel. Ce que je fais (Dbfls 2 avril 2006 à 17:37 (CEST))

[modifier] Dimensionnalité

Une onde peut être à la fois londitudinale et transversale. Exemple : Sur la mer, une vague est créée par un vent en général d'une tempête qui provoque une variation de la hauteur d'eau. Il en est de même pour les ronds dans l'eau provoqués par la chute d'un caillou. Dans ce cas on peut facilement voir que la propagation de l'onde se fait dans les deux dimensions de la surface de l'eau.

Une vague élémentaire est approximativement le lieu de mouvements elliptiques qui résultent bien d'un déplacement de matière dans la direction de propagation et d'un autre dans la direction verticale. A ceci s'ajoutent d'autres phénomènes. La chute d'un caillou dans l'eau produit des ondes circulaires qui s'atténuent avec la distance. Au contraire, les vagues réelles peuvent être décrites par une superposition d'ondes unidirectionnelles de fréquences et de directions diverses. Je ne suis donc pas sûr que l'adverbe facilement soit bien à propos. Jct 23 décembre 2006 à 15:41 (CET)