Contenu
Les ondes peuvent avoir deux formes de base: transversale, à mouvement vertical et longitudinal, ou compression de matériau. Les ondes transversales ressemblent aux ondes de la mer ou aux vibrations de la corde d'un piano: il est possible de voir son mouvement facilement. En comparaison, les ondes de compression sont des couches alternées invisibles de molécules comprimées et raréfiées. Les ondes sonores et les chocs se propagent de cette manière.
Ondes mécaniques
Les ondes de compression peuvent se propager à travers un type de matériau, tel que l'air, l'eau ou l'acier. Le vide ne peut pas porter d'ondes de compression, car il n'y a pas de substance pour conduire l'énergie. La dépendance du médium signifie qu'il s'agit d'ondes mécaniques et le médium détermine leur vitesse. La vitesse du son dans l'air, par exemple, est de 346 m par seconde. Un matériau dense comme l’acier conduit le son à 6.100 m par seconde.
Ondes de compression
Si vous pouviez voir une onde de compression se déplacer dans l'air, vous verriez une zone de molécules comprimée dans la direction à partir de laquelle l'onde se propage. Les molécules se raréfient de plus en plus après un point de compression maximum, jusqu'à ce qu'une zone de pression inférieure apparaisse avec moins de molécules d'air. L'air devient progressivement plus dense après ce point, jusqu'à ce qu'il atteigne à nouveau la compression maximale. La distance entre les points maximum de compression et de raréfaction est une longueur d'onde. Au fur et à mesure que la fréquence d'une onde augmente, sa longueur diminue.
Interférence
Deux vagues ou plus, traversant le même point dans un même milieu, interfèrent entre elles. Vous pouvez constater cet effet en lançant deux roches sur un lac immobile; les vagues se propagent et se chevauchent. La même chose se produit avec les ondes de compression. Si un point de compression rencontre un point de raréfaction, les deux s'annulent. Si deux points de compression se rencontrent, ils se renforcent, créant un point avec une pression double.
Ondes de choc
Un jet voyageant dans les airs plus rapidement que la vitesse du son produit une explosion sonore. Au fur et à mesure que le jet avance, les molécules d'air "s'accumulent" devant lui, comme la terre devant un bulldozer. Les couches d'air comprimé et raréfié ne bougent pas comme le son. L'onde de choc forme un cône avec la pointe en avant du jet et les ondes de compression se déplacent vers l'arrière par cercles croissants.