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Les signaux envisagés dans ce chapitre sont des ondes. Ces signaux ne sont pas sinusoïdaux
dans la majorité des cas, mais ils s’interprètent comme la superposition de signaux sinusoïdaux et peuvent être représentés par un spectre.
Une onde est modélisée par une fonction du temps et d’une variable spatiale. La propagation
de l’onde se traduit par une forme mathématique particulière de cette fonction. On étudiera
le cas des ondes sinusoïdales qui sont périodiques dans le temps et dans l’espace.
1 Signaux physiques, spectre
1.1 Ondes et signaux physiques
On appelle onde un phénomène physique dans lequel une perturbation locale se déplace
dans l’espace sans qu’il y ait de déplacement de matière en moyenne. Toute grandeur
physique, nulle dans l’état de repos et apparaissant avec la perturbation, est appelée
signal physique transporté par l’onde.
On peut citer quelques exemples d’ondes :
1. Tout le monde connaît les « ronds dans l’eau » générés à la surface de l’eau par une
action locale comme l’impact d’un projectile : le signal physique est le déplacement
vertical de la surface de l’eau. Les particules d’eau ont un mouvement vertical « sur
place » et elles retrouvent leur position initiale après le passage de l’onde de sorte que
le phénomène n’entraîne aucun déplacement global de l’eau. Le mot onde vient du
latin unda qui signifie eau.
2. Il existe des ondes élastiques se propageant dans les milieux solides. Le signal transporté par ces ondes est une déformation locale et réversible de la matière. L’onde est
qualifiée de :
• transversale lorsque le mouvement local de la matière est perpendiculaire à la direction dans laquelle l’onde se propage ;
• longitudinale lorsque le mouvement local de la matière est parallèle à la direction
dans laquelle l’onde se propage.
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