Qu'est-ce qu'une onde, en fait ? Selon Wikipédia, une onde est "une perturbation ou une oscillation (d'une quantité physique) qui se propage à travers la matière ou l'espace, accompagnée d'un transfert d'énergie"[1]. Ça a l'air compliqué ? Cela n'a pas besoin d'être. Dans cet article, les bases des ondes seront expliquées.
Notions de base des ondes
La structure d'une onde
La structure de base d'une onde est toujours la même : elle a un sommet et un creux, et une certaine distance entre sommet et sommet ou entre creux et creux. L'oscillation d'une onde est déterminée par son amplitude. Il exprime à quel point le pic de la vague est élevé (ou à quel point son creux est profond) par rapport à sa ligne de base ; l'amplitude est une mesure du déplacement maximal de la vague. La distance d'un pic ou d'un creux à l'autre est appelée longueur d'onde. Il est noté avec la lettre grecque lambda (λ). Plus la longueur d'onde est grande, plus le pic de l'onde est bas. Alors, que sont les ondes ? Cimes et creux d'une hauteur ou profondeur spécifique et d'une certaine distance les uns des autres qui se déplacent dans l'espace.
La fréquence des ondes
Il existe une troisième propriété importante pour caractériser une onde : sa fréquence. C'est la raison pour laquelle la lumière est bleue, jaune ou rouge, ou pourquoi un basson sonne différemment d'une flûte. La fréquence est le nombre d'occurrences d'une onde par seconde ; son unité est le hertz (Hz). La relation entre le son et la fréquence s'explique facilement par l'exemple d'une corde de guitare : Plus la fréquence d'une onde – ses oscillations par seconde – est élevée, plus le son qu'elle produit est aigu. Plus la main sur le manche de la guitare se rapproche de la main qui frappe les cordes, plus la longueur d'onde est raccourcie. Mais comment cela change-t-il la hauteur sonore ? C'est parce que la longueur d'onde et la fréquence sont liées : Plus la longueur d'onde est courte, plus la fréquence est élevée et donc la hauteur du son : La corde raccourcie peut vibrer plus souvent dans la même période de temps. Il en va de même pour une règle en plastique placée sur le bord d'un bureau et faite pour osciller. Plus la longueur de la règle placée au-delà du bord est grande, plus la longueur d'onde est longue et plus sa fréquence sera basse et moins elle produira d'oscillation dans un temps donné. Lorsque la longueur de la règle qui dépasse le bord est réduite, la longueur d'onde de son oscillation diminuera et la fréquence augmentera, créant un ton plus aigu. La longueur d'onde et la fréquence sont liées par la vitesse de propagation de l'onde. La vitesse de propagation dépend à son tour du milieu à travers lequel l'onde se propage. C'est pourquoi les ondes peuvent nous dire quelque chose sur le matériau à travers lequel elles se déplacent. De nombreuses méthodes analytiques utilisent l'interaction des ondes et de la matière.
Ondes et technologie analytique
Les instruments analytiques qui peuvent créer et mesurer des ondes et des oscillations incluent des densimètres, des réfractomètres et des analyseurs de CO2 . Dispositifs de synthèse par micro-ondes et polarimètres utilisent également des ondes.
