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Chap. 1. Temps,espace,énergie
Dans un milieuc ontinu( un fluideo uu ns olidep ar exemple), une perturbationo u
une informationl ocalep ériodique va avoiru ne ffet sur le voisinage. Ce voisinage
va às on tour perturber un autre voisinage et,p ar cet enchaînement,lap erturbation
initialement localisée va se déplacer dans le milieu.
La vitesse de propagation est liéeaux propriétésphysiquesdumilieu. Pour un fluide,
cette vitesse dépend principalement de la masse volumique et de la compressibilité.Par
exemple, la vitesse du son dans l’air est de l’ordre de 340 m · s
− 1
,maiscette vitesse peut
changerenfonctiondelatempératureetdelapression de l’air.Dans le cas d’un solide
la vitesse de propagationd’une perturbation(un choc par exemple)dépend de la masse
volumique et de l’élasticité.Pour un milieunon matériel, et en particulierpour le vide,
ce sont lespropriétésélectriques et magnétiques qui gouvernent cette vitesse. La vitesse
de la lumière, proche de 300 000 000 m · s
− 1
,est reliéeàdeux constantes physiques de
l’Univers :lapermittivité électrique et la perméabilité magnétique du vide.
Àp artir d’un intervalle de temps (la période) mesurée ns econdes et d’une vitesse
mesurée en mètresp ar seconde, le produit des deuxd onne une longueur.C ’est la
distance parcourue par la perturbationo ul ’informationd urant une période. Si la
vitesse est constante, la distance parcourue augmenteavecletempsetlaperturbation
s’est déplacée d’une certainelongueur appelée la longueur d’onde.
Encart 1.1 Dimensions des quantitésphysiques
Chaque quantité physique mesurable est liéeàune dimension, elle-même liée
àune ou plusieursunités. Ainsi,une distance aladimension d’une longueur
( L )e tp euta voir comme unité le mètre (unité du systèmei nternational), le
pouce, le décamètre,l ep arsec, etc. Les dimensions de base et lesu nitésd u
système international sont :
Dimension Symbole UnitéSI
courant
I
Ampère (A)
longueur
L
mètre (m)
masse
M
kilogramme (kg)
temps
T
seconde (s)
On peut construire lesdimensions de quantitéspluscomplexesàpartirdeces
dimensions de base. Pare xemple, la vitesse ac omme dimension LT
− 1
et
s’exprimeenm· s
− 1
,etl’accélérationacomme dimension LT
− 2
et s’exprime
en m · s
− 2
.Une force, la forcedepesanteurpar exemple, acomme dimension
le produitd’une masse par une accélération, soit LMT
− 2
.
On utilisep arfois desquantitéssansdimension. Un angleenest un exemple
utile.C’est une quantité qui peut varierentre 0et2p (ou0et 360 degrés) mais
dont la dimension est1.T outefoisunangleaune unité de mesure, le degré, le
radian ou le grade.
Chap. 1. Temps,espace,énergie
Dans un milieuc ontinu( un fluideo uu ns olidep ar exemple), une perturbationo u
une informationl ocalep ériodique va avoiru ne ffet sur le voisinage. Ce voisinage
va às on tour perturber un autre voisinage et,p ar cet enchaînement,lap erturbation
initialement localisée va se déplacer dans le milieu.
La vitesse de propagation est liéeaux propriétésphysiquesdumilieu. Pour un fluide,
cette vitesse dépend principalement de la masse volumique et de la compressibilité.Par
exemple, la vitesse du son dans l’air est de l’ordre de 340 m · s
− 1
,maiscette vitesse peut
changerenfonctiondelatempératureetdelapression de l’air.Dans le cas d’un solide
la vitesse de propagationd’une perturbation(un choc par exemple)dépend de la masse
volumique et de l’élasticité.Pour un milieunon matériel, et en particulierpour le vide,
ce sont lespropriétésélectriques et magnétiques qui gouvernent cette vitesse. La vitesse
de la lumière, proche de 300 000 000 m · s
− 1
,est reliéeàdeux constantes physiques de
l’Univers :lapermittivité électrique et la perméabilité magnétique du vide.
Àp artir d’un intervalle de temps (la période) mesurée ns econdes et d’une vitesse
mesurée en mètresp ar seconde, le produit des deuxd onne une longueur.C ’est la
distance parcourue par la perturbationo ul ’informationd urant une période. Si la
vitesse est constante, la distance parcourue augmenteavecletempsetlaperturbation
s’est déplacée d’une certainelongueur appelée la longueur d’onde.
Encart 1.1 Dimensions des quantitésphysiques
Chaque quantité physique mesurable est liéeàune dimension, elle-même liée
àune ou plusieursunités. Ainsi,une distance aladimension d’une longueur
( L )e tp euta voir comme unité le mètre (unité du systèmei nternational), le
pouce, le décamètre,l ep arsec, etc. Les dimensions de base et lesu nitésd u
système international sont :
Dimension Symbole UnitéSI
courant
I
Ampère (A)
longueur
L
mètre (m)
masse
M
kilogramme (kg)
temps
T
seconde (s)
On peut construire lesdimensions de quantitéspluscomplexesàpartirdeces
dimensions de base. Pare xemple, la vitesse ac omme dimension LT
− 1
et
s’exprimeenm· s
− 1
,etl’accélérationacomme dimension LT
− 2
et s’exprime
en m · s
− 2
.Une force, la forcedepesanteurpar exemple, acomme dimension
le produitd’une masse par une accélération, soit LMT
− 2
.
On utilisep arfois desquantitéssansdimension. Un angleenest un exemple
utile.C’est une quantité qui peut varierentre 0et2p (ou0et 360 degrés) mais
dont la dimension est1.T outefoisunangleaune unité de mesure, le degré, le
radian ou le grade.