Chapitre 3 Terminale S
Caractéristiques des ondes Déterminer une longueur d'onde sur un Physique-Chimie
graphique




λ
SITUATION
La longueur d'onde est une grandeur caractéristique d'une onde lors de sa propagation. On la mesure graphiquement si
un graphique représentant la position en abscisse en fonction de l'amplitude de l'onde en ordonnée est fourni.



On étudie la propagation d'une onde transversale périodique sinusoïdale à partir du graphique suivant :




λ
On cherche à déterminer la valeur de la longueur d'onde , à exprimer en m, de cette onde.



ETAPE 1

Repérer sur le graphique le motif qui se répète
On repère sur le graphique le motif qui se répète, dé nissant la période spatiale. La longueur de ce motif représente la valeur
de la longueur d'onde .λ
On peut déterminer plusieurs motifs différents qui se répètent.

ASTUCE




APPLICATION
Pour mesurer la longueur d'onde à partir du graphique, on repère le motif qui se répète. Ici, l'onde est sinusoïdale, donc
on cherche un motif en forme de "vague" :




Kartable.fr 1/3 Déterminer une longueur d'onde sur un graphique
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Caractéristiques des ondes Déterminer une longueur d'onde sur un Physique-Chimie
graphique



ETAPE 2

Compter le nombre maximal n de motifs représentés
On décompte le nombre de fois n où le motif repéré précédemment se répète sur l'ensemble du graphique. Il s'agit du
nombre de périodes spatiales représentées.

APPLICATION
Le motif repéré précédemment est représenté trois fois :




Le nombre maximal n de motifs, donc de longueurs d'onde, représentés vaut trois.




ETAPE 3

Mesurer la distance d entre un point du premier motif et le point identique sur le
dernier motif comptabilisé
On mesure graphiquement la distance d entre un point du premier motif représenté sur le graphique et le même point
présent sur le dernier motif représenté sur le graphique. Cette distance représente n longueurs d'onde :
d = λ×n
APPLICATION
À partir du graphique, on mesure la distance d entre un point du premier motif et le même point sur le troisième motif :




La distance d vaut donc :
d = 145 − 25 = 120 cm
Comme on sait que le nombre maximal n de motifs, donc de longueurs d'onde, vaut 3 et que d vaut 120 cm, on peut
écrire la relation suivante :
120 = λ × 3




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Caractéristiques des ondes Déterminer une longueur d'onde sur un Physique-Chimie
graphique




λ
ETAPE 4

En déduire la longueur d'onde
On calcule la valeur de la longueur d'onde λ en divisant la distance d correspondant à n motifs, donc à n longueurs d'onde,
par le nombre n de motifs :
λ = dn
La longueur d'onde est alors exprimée dans la même unité que la distance d.

APPLICATION
On déduit de la relation précédente la valeur de la longueur d'onde que l'on exprime alors en cm puisque d est exprimée
en cm :
120 = λ × 3
⇔ λ = 1203 = 40 cm


λ avec le bon nombre de chiffres signi catifs
ETAPE 5

Exprimer la longueur d'onde
On exprime la longueur d'onde ainsi mesurée avec le même nombre de chiffres signi catifs que la distance mesurée d.

APPLICATION
La valeur de la distance d est mesurée avec trois chiffres signi catifs, on exprime donc la valeur de la longueur d'onde λ
avec trois chiffres signi catifs :
λ = 40,0 cm




ETAPE 6

Exprimer la longueur d'onde dans l'unité demandée
On véri e que la longueur d'onde est exprimée dans l'unité demandée dans l'énoncé. Si ce n'est pas le cas, on effectue les
conversions nécessaires.

Si l'on doit effectuer une conversion, on fait attention à bien garder le même nombre de chiffres signi catifs
avant et après la conversion.
PIÈGE




APPLICATION
La longueur d'onde mesurée est exprimée en cm. D'après l'énoncé, on doit l'exprimer en m, on effectue donc la
conversion :
λ = 4,00.10 −1 m
Soit :
λ = 0,40 m




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Caractéristiques des ondes Déterminer une période Physique-Chimie




Kartable.fr 1/9 Déterminer une période
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Caractéristiques des ondes Déterminer une période Physique-Chimie




MÉTHODE 1

Connaissant la fréquence f
SITUATION
La période temporelle T est une grandeur caractéristique d'une onde lors de sa propagation. Si l'on connaît la valeur de la
fréquence f, on peut calculer cette période à partir de la relation entre ces deux grandeurs :
f = T1
On considère une onde se propageant dont la fréquence vaut 455 kHz. On cherche à calculer la valeur de la période
temporelle T de cette onde exprimée en ms.



ETAPE 1

Rappeler la formule liant la fréquence f et la période T
On donne la formule dé nissant la fréquence f (en Hz) à partir de la période temporelle T (en s) :
f = T1
APPLICATION
La fréquence f d'une onde est liée à la période temporelle T de cette onde par la relation suivante :
1
f=T

ETAPE 2

Manipuler la formule pour exprimer la période temporelle T
On manipule la formule pour exprimer la période temporelle T en fonction de la fréquence f :
T = 1f
APPLICATION
On déduit l'expression de la période tempor...