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Diffraction

Posté par
AnneDu60
21-10-15 à 18:05

Bonsoir !

J'ai un exercice à faire mais je suis pas d'accord avec ce qu'ils me disent et je voudrais qu'on m'explique où j'ai faux.

Dans l'exercice, ils me disent qu'une onde peut être arrêtée par un obstacle (une montagne par exemple) mais qu'en réalité elle pourrait aussi se propager derrière celui-ci.
Mais que plus la fréquence de l'onde est importante et plus l'onde n'aura pas de difficultés à franchir l'obstacle.

Or pour que l'onde contourne l'obstacle il faut qu'elle soit diffractée, donc plus l'angle de diffraction est important et plus elle sera diffractée donc que lambda soit grand (lambda est proportionnel à cet angle d'après la formule connue). Mais f est inversement proportionnelle à lambda donc pour que lambda soit important il faut que f soit petit ! Et c'est en contradiction avec ce qu'ils disent !!

Qui peut m'expliquer svp ?    

Posté par
gbm Webmaster
re : Diffraction 22-10-15 à 19:40

Salut,

Regarde le lien 3 (pdf) :



Posté par
AnneDu60
re : Diffraction 22-10-15 à 20:05

Bonsoir

Quand on nous parle d'onde radio on nous parle d'onde sonore et pas d'onde lumineuse donc pq lambda est en relation avec la celerité de la lumière dans le vide et pas avec celle du son (340m/s) ?
De plus, j'ai regardé seulement le 1ere exo et je ne vois rien qui répond à mon interrogation ..

Posté par
gbm Webmaster
re : Diffraction 22-10-15 à 20:23

Une onde reste une onde, avec des caractéristiques propres (longueur d'onde, fréquence surtout).

Sa célérité changera certes en fonction de la nature de cette onde, mais dans tous les cas, tu peux imaginer le phénomène de diffraction :

Citation :


Diffraction

1) C'est le phénomène de diffraction

2) Le somment de la montagne joue le rôle d'un obstacle (bord) diffractant.

3) Le sommet se comporte comme une nouvelle source de l'onde radio.

4) De la fréquence de l'onde dépend sa longueur d'onde λ = c/f, or le phénomène de diffraction n'a lieu que lorsque la taille de l'obstacle est du même ordre de grandeur que la longueur d'onde λ de cette onde.

5) Applications numériques.

6) L'entrée de la vallée a une dimension de l'ordre du kilomètre, elle est donc inférieure à λGO et très
supérieure à λFM . Donc les ondes FM seront diaphragmées et ne parviendront pas en tout point de la
vallée alors que les Grandes Ondes seront diffractée par l'entrée de la vallée et repartiront dans toutes les
directions à partir du point d'entrée. Les habitants capteront donc mieux leur station sur les grandes ondes
.



Posté par
AnneDu60
re : Diffraction 22-10-15 à 21:08

Excusez-moi mais pourquoi vous m'expliquez pas où j'ai tort au lieu de me montrer 2 fois le même document ?

Pourquoi c est la vitesse de la lumière alors qu'on nous parle d'onde radio donc de son
Pourquoi plus la fréquence de l'onde est importante et plus l'onde n'aura pas de difficultés à franchir l'obstacle.

PS: merci de m'avoir passer ce document, je m'entraînerais là dessus dès que j'aurais compris vos explication des 2 questions ci dessus

Posté par
gbm Webmaster
re : Diffraction 22-10-15 à 21:18

Attention, une onde radio est une onde électromagnétique, au même titre que la lumière visible, mais pas dans les mêmes fréquences.



Si tu relis ensuite la phrase en rouge dans la citation ci-dessus, et que tu relis cela à la relation λ = c/f, tu ne comprends pas pourquoi ?

Je ne fais pas les choses par hasard

Posté par
AnneDu60
re : Diffraction 22-10-15 à 21:50

Donc toute onde électromagnétique possède une célérité c égale à celle de la lumière dans le vide ??
Expliquez-moi la réponse à la question 6 SVP je ne comprend rien là !

Posté par
gbm Webmaster
re : Diffraction 23-10-15 à 09:40

Mais non, elle dépend de l'indice du milieu : tu n'as pas fait de cours d'optique ?

La question 6 renvoit à la définition même de la diffraction d'une onde :

Citation :
La diffraction est le phénomène qui se produit quand on fait passer une onde progressive sinusoïdale par une ouverture dont la largeur est de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde de cette onde.
Alors l'ouverture se comporte comme une source ponctuelle qui émet une onde de même fréquence que l'onde incidente dans toutes les directions qui lui sont offertes.

- il y a diffraction quand une ouverture d'un obstacle se comporte comme une source d'onde progressive sinusoïdale.
- ce phénomène est d'autant plus important que la dimension de l'ouverture ou de l'obstacle est plus petite.


Extrait de cette fiche :

Les ondes progressives périodiques

Posté par
AnneDu60
re : Diffraction 23-10-15 à 18:52

Bonjour !

J'ai compris une partie de mon problème.
Pour qu'il y ait diffraction il faut que l'obstacle soit inférieure ou de même ordre que la longueur d'onde de l'onde radio. Donc il faut que la longueur d'onde soit supérieure ou de même ordre que l'obstacle (ici la colline)

Or plus la fréquence est basse et plus la longueur d'onde est grande et donc plus il y a diffraction comme nous l'indique
cette citation tirée de Wikipédia "La diffraction sera plus importante pour les fréquences basses"

Mais quand il nous disent que les ondes d'une émission centimètrique sera complètement arrêtée par la colline cela signifie qu'il n'y aura pas de diffraction notable donc que la fréquence des ondes d'une émission centimétrique sera plus importante que celle d'une émission kilométrique ? Mais de quel ordre de grandeur ? Au dessure de 10^5Hz ?

PS : Si vous pouviez me dire si j'ai raison et complèter mon interrogation ça serait parfait car ça me permettra de comprendre merci   

Posté par
gbm Webmaster
re : Diffraction 23-10-15 à 19:46

Pour qu'il y ait diffraction il faut que l'obstacle soit inférieure ou de même ordre que la longueur d'onde de l'onde radio. Donc il faut que la longueur d'onde soit supérieure ou de même ordre que l'obstacle (ici la colline)

--> oui absolument !


Or plus la fréquence est basse et plus la longueur d'onde est grande et donc plus il y a diffraction comme nous l'indique cette citation tirée de Wikipédia "La diffraction sera plus importante pour les fréquences basses"

--> comme λ = c/f, si f diminue, λ augmente oui
Il y a en effet plus de chance pour une onde de basse fréquence d'être du même ordre ou plus grande que l'obstacle rencontré comme tu l'as dit plus haut


Mais quand il nous disent que les ondes d'une émission centimètrique sera complètement arrêtée par la colline cela signifie qu'il n'y aura pas de diffraction notable donc que la fréquence des ondes d'une émission centimétrique sera plus importante que celle d'une émission kilométrique ? Mais de quel ordre de grandeur ? Au dessure de 10^5Hz ?

--> utilise la formule !

PS : Si vous pouviez me dire si j'ai raison et complèter mon interrogation ça serait parfait car ça me permettra de comprendre merci

Posté par
AnneDu60
re : Diffraction 23-10-15 à 21:41

cette formule ? "λ = c/f"

Mais je voudrais juste savoir à quelle fréquence est une onde centimètrique et comment vous le savez

Posté par
gbm Webmaster
re : Diffraction 24-10-15 à 10:20

c est une constante dans le vide.

tu prends λ = 1 cm par exemple = ... m

alors f = ? Hz

Posté par
AnneDu60
re : Diffraction 24-10-15 à 17:00

Après avoir fait les calculs j'obtiens f=3x10^10 Hz si λ = 1 cm
Donc j'ai bien compris cela
Par contre j'ai pas bien compris pourquoi on prenait la constante c et pas la vitesse du son ..
Vous m'avez parlé de l'indice milieu mais notre prof nous a jamais expliqué le rapport entre le milieu et la vitesse

Posté par
gbm Webmaster
re : Diffraction 24-10-15 à 20:00

Alors si je résume, l'indice d'un milieu traversé par une onde électromagnétique est

n = c/v

si c est la vitesse de la lumière dans le vide
v celle de l'onde dans le milieu

comme pour l'air n(air) = 1,000293, on arrondit à 1 pour simplifier, soit

v c pour une onde lumineuse

Posté par
AnneDu60
re : Diffraction 24-10-15 à 20:55

D'accord mais si les ondes étudiées n'étaient pas électromagnétiques la vitesse ne serait pas égale à la constante c ?
Comment je peux savoir que, dans un contrôle, la vitesse est celle de la lumière dans le vide?
De plus, j'aimerais bien savoir (si ça ne vous dérange pas) comment vous savez que n(air) est environ égal à 1 !
C'est un indice de référence?  

Posté par
gbm Webmaster
re : Diffraction 25-10-15 à 10:15

Citation :
D'accord mais si les ondes étudiées n'étaient pas électromagnétiques la vitesse ne serait pas égale à la constante c ? Comment je peux savoir que, dans un contrôle, la vitesse est celle de la lumière dans le vide ?


--> ça te sera dit dans l'énoncé.

Citation :
De plus, j'aimerais bien savoir (si ça ne vous dérange pas) comment vous savez que n(air) est environ égal à 1 !


--> j'ai tout simplement regardé une table regroupant les principaux indices.

Tu indiques que tu es en première S dans ton profil, tu as donc vu l'indice de réfraction en seconde non ?

Posté par
AnneDu60
re : Diffraction 25-10-15 à 21:44

Euh peut-être mais je ne m'en rappelle plus du tout :/ (je suis en teminale S)

Posté par
gbm Webmaster
re : Diffraction 26-10-15 à 08:34

Dans ton livre de physique normalement tu dois les retrouver, ou alors dans ton cours de seconde



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