Bonjour a tous et a toutes,
Je suis entrain d'etudier les ondes cet été, pour pouvoir apres faire une recherche explicite sur le domaine de la télécommunication qui semble très intéressant; et bien-sur pour se preparer a la Terminale.
J'ai pour l'instant, quelques questions de compréhension concernant la matière et la propagation d'une perturbation dont le sujet générale porte sur: le transport d'energie sans transport de matière.
(Je suis entrain d'etudier seul, ce qui fait que la majorité des questions que je pose est dans le but d'etre sur que je maitrise bien mes notions, et donc j'attends une confirmation sur la reformulation de ma part d'une definition donnée.)
Je tiens a remercier infiniment d'avance toutes personnes qui va me lire et me donner un element de reponse.. J'ai numéroté pour faciliter la réponse aux questions
PS: j'ai lu les fiches presentes de l'ile, et j'ai meme tiré certaines definition.. Donc ne me renvoyer pas la-bas
I-La matière
Durant mes recherches, je suis tombés sur 2 définitions: physique et philosophique
Par définition:
1). "la matière (physique) est tout ce qui occupe un certain volume et possede des propriétés d'inerties et de gravités"
. "la matière (philisophie) est un terme définissant généralement la substance dont sont faits les corps"
Si j'ai bien compris, la différence entre ces 2 définitions est que dans le domaine des sciences physiques, la matière n'est pas l'atome et ses constituants. La matière designe ici le systeme matériel entier, qui lui est consitué d'atomes.
Par contre dans la philisophie, la matiere est l'equivalent d'atomes et de ses constituants, qui eux forment le systeme matériel. (Correcte ?)
Une petite question concernant la definition de l'inertie (domaine physique maintenant): " propriete de l'inertie est une propriéte de la matiere stipulant qu'un corps ne peut modifier par lui-meme la nature de son mouvement"
Pour un systeme materielle objet, j'ai compris.. Cependant, l'etre humain est lui aussi une matière=système matériel; mais il peut modifier par lui-meme la nature de sont mouvement, non?
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II- Propagation d'une perturbation
1)- Par définition, "une perturbation est une variation d'une propriété mécanique (vitesse, position, energie) des points d'un milieu matériel elastique."
Si j'ai bien compris: Un milieu matériel est une matière, formé pas une association d'atomes/molécules qu'on designe par ''des points'' dans la definition précédente. Ce milieu est elastique car les particules sont reliés l'une a l'autre par des liasions qui ne sont pas "très courte".
Lorsque, ces points (=atomes) subissent une variation d'une propriété mécanique (vitesse, position, energie) on dit qu'une perturbation se crée. (correcte?)
Une petite question: Quelle est la difference entre vibration et perturbation?
Je crois que c'est la meme chose, mais j'ai des doutes.
2)- Par définition, "une onde mecanique est le phenomene de propagation d'une perturbation dans un milieu materiel elastique, sans transport de matiere mais avec transport d'energie"
*Prenons l'exemple d'une corde fixée a un vibreur (et l'autre extremite avec du coton pour empecher la reflexion) (je vais appliquer la definition):
Si j'ai bien compris:
La corde est un milieu materiel elastique car [..] (j'ai expliqué plus haut comment j'interprete cette notion).
Le vibreur va modifier les proprietes mecaniques d'un point (=atome) de la corde (=la source); et une perturbation va se créer.
Ce point(=atome) va donc vibrer, et entrainer les autres points en vibration l'un apres l'autre, donc la perturbation se propage. Je me suis demandé pourquoi ce phénomène se déroule, mais je pense que c'est du au fait que les atomes sont relies par des liaisons, ce qui fait que lorsqu'un point change de position, il entrainera l'autre avec lui. C'est correcte comme simple explication ?
Ainsi, on dit qu'il y a transport d'energie puisque les points vibrant sont des atomes formés par des electrons se situant sur des niveaux d'energie, ce qui fait que lorsque les points changent de position il y aura transport d'energie (c'est juste comme interpretation ? je n'ai pas trouvé autre plus evident).
Par contre, on dit qu'il n'y a pas de transport de matiere puisque qu'on remarque:
(surtout si la corde est tres longue) qu'une partie de la corde va vibrer, et l'autre pas encore (puisque la perturbation n'est pas encore arrivé a elle)
Ce qui indique qu'il n'y a pas transport de systeme materiel/materiel =corde.
3)*Un contre-exemple:
Si mon interpretation au transport d'energie est correcte (voir plus haut), on remarque que le transport d'energie peut s'effectuer tres facilement.. Il suffit de bouger un objet (donc les atomes vont changer de position) !!
Mais cela ne correspond pas a la definition de l'onde, car le systeme materielle va lui aussi changer de position (correcte ?)
Une petite question:
. Lorsque la source (le point ou se cree la perturbation) va changer de position, elle va donc augmenter de vitesse au debut; et gagner je pense de l'energie.. Cette energie est obtenue du vibreur ?
Si oui, et les autres points qui vont vibrer les uns apres les autres, d'ou ils obtiennent de l'energie?
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III- Trajet de l'onde:
Voila le schema que j'ai du dessiner en regardant une video animée sur les ondes transversales sinusoidales (et en faisant beaucoup de PAUSE a la video).. Peut-etre, ca vous facilitera de m'expliquer une des notions précédentes en l'utilisant..
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Merci beaucoup,
Jun_Milan
Salut Jun_Milan,
c'est bien, grâce à toi je ne suis plus en chômage technique .
1. La matière
Tes définitions sont compliquées !
* En physique, tout ce qui a une masse est de la matière.
* L'inertie d'un corps est sa propriété de conserver une vitesse constante (ou de rester immobile) lorsqu'aucune force externe ne s'y applique, ou que les forces qui s'y appliquent s'équilibrent
=> En d'autres termes, le corps doit vérifier la première loi de Newton !
2. Propagation d'une perturbation
Elastique, c'est le contraire de rigide.
Il existe plusieurs exemples permettant d'illustrer ce phénomène.
Une vibration est un mouvement d'oscillation autour d'une position d'équilibre stable ou d'une trajectoire moyenne.
Je me permets d'apporter quelques infos sur la partie II
En physique des ondes, on utilise peu le terme vibration. On dira que la source de la perturbation crée une vibration (comme un vibreur qui fait vibrer une corde à un bout) et que cette perturbation se propage dans le milieu.
"Une onde mecanique est le phenomene de propagation d'une perturbation dans un milieu materiel elastique, sans transport de matiere mais avec transport d'energie"
C'est la défininition qui présente le meilleur rapport qualité/simplicité.
Pour l'échelle de perroquet, on écarte le barreau de sa position d'équilibre et on le lâche.
Quand la main écarte le barreau de sa position d'équilibre, elle lui fournit de l'énergie. Quand ce barreau libéré revient à sa position d'équilibre,
il donne de l'énergie au barreau suivant qui s'écarte à son tour de sa position d'équilibre et ainsi de suite.
Bonjour Gbm et Efpe,
Je suis entrain d'expliquer comment je vois les choses (c'est donc fort peut-etre faux et a vous de me corriger s'il vous plait, proposition par proposition si vous avez le temps)
Je vais resumer:
1. La matière:
Un corps materiel est formé d'atomes (comme dans la figure)
Ce corps materiel possede une masse, des proprietes d'intertie et de gravité donc c'est une matière.
Cependant dans la physique, je pense qu'on dit que l'atome est une structure de la matière et non pas de la matière: J'ai 2 doutes:
- car si ce dernier se considérait comme une matiere (definition philisophique, si j'ai bien compris), dans ce cas la definition de l'onde serait fausse.. Car: une perturbation est une variation des proprietes mecaniques des points dans un milieu materiel (moi je considere ici que les points sont les atomes) et l'onde est le phenomene de propagation de cette perturbation avec transport d'energie (moi j'ai associé le transport d'energie au fait que le point=atome change de position puisque l'atome contient des niveaux d'energie) sans transport de matiere.
Donc si on considerait l'atome changeant de position une matiere, il va y avoir dans ce cas transpot de matiere, et ce qui ne correspond pas a la definition de l'onde.
Et ainsi, une corbe vibrante ne presente pas de transport de matière puisque le corps materiel en lui-meme (la corde) ne change pas de position sauf pour les points qui vibrent soulignant un transport d'energie.
- Or, l'atome a tres bien une masse (et donc une propriete de gravité mais surement negligeable) et une propriete d'inertie je pense, (donc ca correspond a la definition de la matiere). Alors ??
>Gbm:
II. Propagation d'une perturbation: (toujouts comme avant, c'est fort peut-etre que je dis des betises)
1.
**
Je vais analyser de plus pres les 2 exemples que vous m'avez donné, et surtout l'exemple du perroquet que j'ai lu en dernier.. (et apres posé mes questions la-dessus si j'en ai)
Je pense que je commence a comprendre,
et j'attends vos reponses avec impatience.
Merci beaucoup Gbm et Efpe
Bonjour Junior,
Bonjour Gbm et Efpe,
Je suis entrain d'expliquer comment je vois les choses (c'est donc fort peut-etre faux et a vous de me corriger s'il vous plait, proposition par proposition si vous avez le temps)
Ca fait beaucoup à répondre d'un coup !
Essaie de poser les questions les unes après les autres, qu'on évite de tout mélanger.
Pour reprendre la toute dernière intervention de Gbm, effectivement il ne faut pas forcément raisonner avc les atomes. En fait pour ce genre de raisonnement, on se place à une échelle dite mésoscopique, c'est-à-dire à mi-chemin entre microscopique (les atomes) et macroscopique (les objets). Mais on peut quand même imaginer des atomes, de manière simplifiée.
Autre point, un mouvement d'oscillation est un mouvement périodique, qui peut se faire soit à amplitude constante, soit à amplitude atténuée (voire amplifiée).
Pour te rassurer, oui si tu veux, on peut dire que c'est la vibration qui se propage, au lieu de dire la perturbation.
Enfin, au sujet de cette corde dont les atomes se déplacent sous l'effet d'une onde, alors que normalement il ne devrait pas y avoir de transport de matière (je crois résumer correctement ta question). Disons qu'il y a un transport de matière temporaire mais que l'atome reviendra à la même place après le passage de l'onde. De même que quand une onde sonore traverse l'air, les couches d'air sont comprimées mais reviennent ensuite à leurs places : l'énergie a été transmise mais la matière est restée au même endroit.
Voilà, si tu as d'autres questions, continue mais essaie de les poser les unes après les autres ^^
Merci pour vos reponses, et oui "Ca fait beaucoup à répondre d'un coup !"
Désolé pour ce melange de ma part.. Je vais donc reprendre toutes mes questions, une par une.. Et au fil des questions, je ferai des relations entre la matiere et l'onde.
Je vais attendre une reponse/confirmation de vos part, puis passer a une autre question !
Je commence avec la matiere (definition physique.. Je vais abandonner la definition philosophique)
Donc la matiere est tout ce qui possede une masse (c'est la definition principale).
De cette definition, on peut en deduire des proprietes comme la gravité et l'inertie. Ok?
J'insiste a commencer avec la matiere, car c'est important dans la physique/chimie (et quand j'etais petit, je ne m'interessais pas tellement a comprendre ces disciplines, donc j'ai du memoriser que l'atome est formé de p,e et n et que Z=p=e etc. sans vraiment comprendre) et de plus, c'est important pour comprendre la definition de l'onde.
Waow ... tu te poses des questions épistémiologiques qui, excuse-moi et selon moi, non pas un intérêt extraordinaire =/
Vu que tu as l'air bien renseigné, on peut aller un petit peu plus loin : on appelle matière tout ce qui est composé de baryons. Les baryons sont une famille de particules élémentaires qui inclut les nucléons, les électrons, les neutrinos, etc etc
Ce que les baryons n'incluent pas, ce sont les bosons, c'est à dire les particules qui transportent les interactions fondamentales (bosons Z, gluons, photons, etc).
Mais tout ça dépasse terriblement le niveau lycée !
Pour résumer et pour citer encore une fois wiki : " en physique, tout ce qui a une masse est de la matière."
Je pense que ça suffit pour avoir le bac ^^
- Donc l'atome, l'electrons, le neutron etc. sont des matieres:
1. possedent une masse
2. sont formés de baryons.
Puisque le bosons n'inclut pas les baryons, donc le boson n'est pas de la matiere et par suite, le boson n'a pas de masse alors ?
J'ai une petite idée concernant les photons (stock contenant l'energie lumineuse) mais je ne me suis pas interesse a leurs propriete physique.
Une petite recherche sur wiki: "Le photon est une particule de masse nulle" donc je pense bien que le boson n'a pas de masse.
C'est vraiment fou de:
1. Imaginer qu'il existe des particules sans masse
2. de les decouvrir !!
Une derniere question concernant la matiere:
particule elementaire= une petite constructive de la matiere ? (il n'existe pas "la plus petite", oui?)
par elementaire, on veut dire un element ?
hum c'est pas si simple ^^
L'atome est formé de baryons (plus précisément de hadrons) oui. L'électron EST un baryon (sous-famille : lepton).
Les bosons sont les porteurs des interactions donc ils possèdent une énergie donc ils posssèdent une masse ... eh oui E = m.c² ^^
Mais la matière n'est pas constituée de bosons ... seulement de hadrons.
Donc, si je comprend bien:
La definition: tout qui possede une masse n'est pas tres correcte au niveau microscopqique.
(et oui, E=mc^2 la fameuse formule d'Einstein )
La definition la plus juste: "on appelle matiere tout ce qui est composé de baryon"
Et je vais arreter la, sans rentrer plus dans les details.
(Mais a savoir que l'atome, l'electron etc. sont des matiere)
La definition: "tout qui possede une masse est une matiere" n'est pas tres correcte au niveau microscopqique.
Mais pourquoi alors dans wiki, c'est inscrit que le photon est de masse nulle ?
E=mc^2
Comme le photon contient de l'energie, alors:
E0 m0 et c0
non ?
Je te renvois à cette page, que je trouve très bien faite :
http://villemin.gerard.free.fr/Science/PartMass.htm
Pour résumer : le photon n'a pas de masse. Mais il possède une énergie donc ... il possède une "masse" (toujours E=mc²). En fait le photon n'a pas de masse quand il est AU REPOS.
Pour indication, on parle souvent dans des articles sur les particules élémentaires, de telle particule qui a une masse de 1 GeV ... GeV signifie giga électron-volt (que l'on peut convertir en Joule) et c'est une unité ... d'énergie ! Mais on confonds alors énergie et masse, car l'un équivaut à l'autre.
Bref, on s'éloigne du sujet : le photon n'est pas constituant de la matière et n'est pas concerné par les ondes mécaniques mais par les ondes électromagnétiques
Tu as vu efpe, notre ami Junior aime se poser des questions
(c'était pareil pour son TPE, j'avais des pages et des pages de questions ).
Pour le moment, je n'ai rien à ajouter à ce qui a été dit par efpe.
Ce qu'il faut connaître en terminale sur la physique quantique, c'est ce qu'il y a dans ma fiche introduction à la physique quantique
Oui on déborde sur le modèle standard et la quantique là ^^
J'encourage toujours les questionnements de toute façon, c'est en se posant des questions qu'on avance, même si c'est assez compliqué d'aborder tout ça en fin de 1ere ^^
Merci gbm pour ce petit mot
Concernant la definition de la matiere, ca va plus mieux maintenant
Tout ce qui a de la masse exclut les bosons est de la matiere ou tout ce qui est formé de baryon est de la matiere.
A ce que je vois, ce n'est pas necessaire de parler de fermions dans la definition (pour faire reference en plus du proton et neutron à electron) et baryon tout seul suffit, car generalement un noyau atomique est entouré d'un nuage electronique et sinon, le noyau tout seul peut constituer la matiere contrairement au nuage electronique qui ne peut a lui seul constituer la matiere. (sauf erreur bien sur)
>Kaela:
Merci pour l'info: je regarderai ca de plus pres; pour ma part j'avais une petite idee sur la celerite de l'onde qui depend de la frequence de la source et des proprietes du milieu. (Mais a ce que je vois, pas necessairement les 2 en meme temps)
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Je vais m'absentir quelques jours pour revoir l'onde dès le debut (et particulierement revoir en detail les exemples que vous m'avez donné + mes questions et fausses suppositions dans ce topic) en faisant le lien avec la matiere (surtout l'histoire de 'sans transport de matiere' que je commence a comprendre).
Merci gbm et efpe,
a bientot (et je reviendrai bien sur poser des questions concernant l'onde )
Re-bonjour a tous,
Ca fait longtemps..
Je ne voulais pas ouvrir un nouveau topic pour cette question (habituelle, pour un eleve de TS)
Connaissez-vous des sites dans lesquels je peux trouver des annales de Physique-Chimie (enseignement obligatoire) pour le bac francais, et/ou des exercices sur ces deux matieres ?
Merci beaucoup.
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