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Dessins et plans | Lumière -- Propagation | Ondes | Photographie | Lumière | Ondes -- Propagation | Lumière, Théorie ondulatoire de la | Doppler, Effet | Météorologie | Physique | Couleurs | Ondes électromagnétiques | Ondes -- Diffraction | Diffraction | Bleu | Radars météorologiques | Photons | Temps (météorologie) | Interférence (optique) | Géométrie | ...
Anticyclone subtropical de l'Atlantique nord. Source : http://data.abuledu.org/URI/5236dce2-anticyclone-subtropical-de-l-atlantique-nord

Anticyclone subtropical de l'Atlantique nord

Version française du diagramme montrant la circulation générée par l'Anticyclone subtropical de l'Atlantique nord (Anticyclone des Bermudes ou des Açores) et son influence sur la trajectoire des ondes tropicales qui sortent de la côte africaine. Ces ondes se déplacent en général d'est en ouest dans le flux d'alizé de la basse troposphère au-dessus de l'océan Atlantique. Elles apparaissent le plus souvent en avril/mai et se maintiennent jusqu'en octobre/novembre. Les ondes ont généralement une période de 3 ou 4 jours et une longueur d'onde de 2 000 à 2 500 km (Burpee 1974). Il faut garder à l'esprit qu'il serait plus juste de considérer les « ondes » comme des dépressions convectives actives le long d'un train d'ondes étendu. En moyenne, environ 60 ondes sont générées sur l'Afrique du Nord chaque année, mais il semble qu'il n'y ait pas de relation directe entre leur nombre et l'intensité de l'activité cyclonique annuelle dans le bassin Atlantique. Alors qu'environ 60% seulement des tempêtes tropicales de l'Atlantique et des faibles ouragans (catégories 1 et 2 sur l'échelle de Saffir-Simpson) proviennent des ondes d'est, elles sont à l'origine de près de 85% des ouragans intenses (ou majeurs) (Landsea 1993). On suppose toutefois que la plupart des cyclones tropicaux du Pacifique Est ont une origine africaine (Avila and Pasch 1995). On ignore actuellement tout des mécanismes d'évolution de ces ondes au fil des ans, tant en intensité qu'en position, et dans quelle mesure elles sont liées à l'activité cyclonique dans l'Atlantique (et le Pacifique Est).

Christian Huygens. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a58dd1-christian-huygens

Christian Huygens

Portrait relief de Christian Huygens (1629-1695) par Jean-Jacques Clerion (1637-1714) : mathématicien, astronome et physicien néerlandais, connu pour ses arguments selon lesquels la lumière est composée d'ondes. En réponse aux articles d'Isaac Newton sur la lumière, en 1672, il se lance dans l'étude de la nature de la lumière, à la suite de savants tels que Rasmus Bartholin. Il découvre en 1677, grâce aux propriétés des cristaux et de leur coupe géométrique, en particulier grâce au spath d'Islande, que les lois de réflexion et de réfraction de Snell-Descartes sont conservées si l'on suppose une propagation de la lumière sous la forme d'ondes. En outre, la double réfraction du spath d'Islande peut être expliquée, ce qui n'est pas le cas avec une théorie corpusculaire. La théorie ondulatoire, présentée en 1678 sera publiée en 1690 dans son "Traité de la Lumière".

Dispersion de la lumière au passage d'un dioptre. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a821f2-dispersion-de-la-lumiere-au-passage-d-un-dioptre

Dispersion de la lumière au passage d'un dioptre

Dispersion de la lumière blanche au passage d'un prisme. La dispersion, en mécanique ondulatoire, est le phénomène affectant une onde dans un milieu dispersif, c'est-à-dire dans lequel les différentes fréquences constituant l'onde ne se propagent pas à la même vitesse. On rencontre ce phénomène pour tous types d'ondes, comme la lumière, le son ou les vagues. Les arcs-en-ciel sont une manifestation de la dispersion induite par réfraction des rayons du soleil par les gouttes de pluie.

Disque chromatique. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a900ed-disque-chromatique

Disque chromatique

Disque chromatique avec les longueurs d'ondes associées.

Écholocation des Chiroptères. Source : http://data.abuledu.org/URI/53c6c40b-echolocation-des-chiropteres

Écholocation des Chiroptères

Écholocation par une chauve-souris : A – Chiroptère, B – proie, d – distance, E – émission de l'onde, R – retour de l'onde.

Effet Doppler. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a77299-effet-doppler

Effet Doppler

Effet Doppler : ondes émies par une source se déplaçant de la droite vers la gauche. La fréquence est plus élevée à gauche (à l'avant de la source) qu'à droite.

Effet Doppler-Fizeau. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a76f10-effet-doppler-fizeau

Effet Doppler-Fizeau

Schéma représentant les ondes émises par une source se déplaçant de la droite vers la gauche. La fréquence est plus élevée à gauche (à l'avant de la source) qu'à droite. L'effet Doppler ou effet Doppler-Fizeau est le décalage de fréquence d’une onde acoustique ou électromagnétique entre la mesure à l'émission et la mesure à la réception lorsque la distance entre l'émetteur et le récepteur varie au cours du temps. Si on désigne de façon générale ce phénomène physique sous le nom d'effet Doppler, on réserve le terme d'« effet Doppler-Fizeau » aux ondes lumineuses.

Effets d'un canon anti-grêle. Source : http://data.abuledu.org/URI/58796a88-effets-d-un-canon-anti-grele

Effets d'un canon anti-grêle

Ondes de choc générées par un canon anti-grêle.

Fentes de Young. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a598ed-fentes-de-young

Fentes de Young

Simulation des interférences obtenues après les fentes de Young : les deux points en bas de l'image sont les sources de lumière. Les fentes de Young (ou interférences de Young) désignent en physique l'expérience qui consiste à faire interférer deux faisceaux de lumière issus d'une même source, en les faisant passer par deux petits trous percés dans un plan opaque. Cette expérience fut réalisée pour la première fois par Thomas Young en 1801 et a permis de comprendre le comportement et la nature de la lumière. Sur un écran disposé en face des fentes de Young, on observe un motif de diffraction qui est une zone où s'alternent des franges sombres et illuminées. Cette expérience permet alors de mettre en évidence la nature ondulatoire de la lumière.

Fentes de Young. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a7bb9b-fentes-de-young

Fentes de Young

Schéma de l'expérience de double interférence des fentes de Young.

Front d'onde. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a59de2-front-d-onde

Front d'onde

Les fronts d'onde d'une onde plane sont des plans. Le front d'onde est une surface d'égale phase d'une onde, c'est-à-dire que ces points ont mis le même temps de parcours depuis la source. Le front d'onde évolue dans l'espace à la vitesse de propagation de l'onde dans une direction normale à la surface. On peut distinguer deux principaux types de fronts d'onde : les plans et les sphères. Les premiers sont caractéristiques d'une onde plane, et les seconds d'une onde sphérique.

Houle croisée au phare des baleines. Source : http://data.abuledu.org/URI/50bf4f86-houle-croisee-au-phare-des-baleines

Houle croisée au phare des baleines

Mer croisée, peu agitée. Petite houle au pie du Phare des Baleines, île de Ré, janvier 2011. La houle est un mouvement ondulatoire de la surface de la mer qui est formé par un champ de vent éloigné de la zone d'observation (vent lointain). C'est donc un cas particulier de vague non déferlante. Il présente un aspect relativement régulier bien qu'il ne corresponde pas à la définition de la vague régulière périodique. Il ressemble plutôt à une telle onde dont l'amplitude varie lentement. Plus précisément c'est la partie de l'état de la mer qui se caractérise par son absence de relation avec le vent local. Une houle se caractérise en première approximation par une hauteur, double de l'amplitude, (de quelques décimètres à quelques mètres) et une longueur d'onde ou une période (généralement de l'ordre d'une dizaine de secondes). En réalité, il s'agit d'un phénomène qui n'est pas périodique et qui peut s'interpréter comme une somme d'une infinité de composantes sinusoïdales infiniment petites.

Interférences d'ondes planes. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a7af57-interferences-d-ondes-planes

Interférences d'ondes planes

Interférences d'ondes planes lors de leur croisement.

Longueur d'onde. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a8f145-longueur-d-onde

Longueur d'onde

Représentation de la longueur d’onde d’une fonction sinus. La longueur d’onde est une grandeur physique, homogène à une longueur, utilisée pour caractériser des phénomènes périodiques. Une onde est un phénomène physique se propageant et qui se reproduit identique à lui-même un peu plus tard dans le temps et un peu plus loin dans l’espace. On peut alors définir la longueur d’onde comme étant la plus courte distance séparant deux points de l’onde strictement identiques à un instant donné. On la dénote communément par la lettre grecque λ (lambda). Notion inventée par Fesnel qui réalisa de nombreuses expériences sur les interférences lumineuses, indépendamment de celles de Thomas Young, pour lesquelles il forge la notion de longueur d'onde. Il calcule les intégrales dites de Fresnel.

Marégraphe. Source : http://data.abuledu.org/URI/50bf68fc-maregraphe

Marégraphe

Marégraphe avant son immersion dans un port en 2004, Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP). Un marégraphe est un instrument permettant de mesurer le niveau de la mer à un endroit donné. Le principe du marégraphe est simple, situé dans un emplacement précisément identifié, le marégraphe enregistre le niveau de la mer au cours du temps. La complexité du marégraphe ne réside donc pas dans son principe mais dans la technologie mise en jeu, pour l'étalonnage des mesures, l'enregistrement… Les marégraphes numériques côtiers fonctionnent par un principe d'émission-réception d'ondes acoustiques (40-50 kHz) ou radar (> 1 GHz)). Un transducteur est placé au dessus de la surface de l'eau, il émet une impulsion et capte le signal réfléchi. Le temps écoulé entre l'émission et la réception du signal est traduit en hauteur de la colonne d'eau. Le transducteur effectue plusieurs mesures périodiquement puis les mesures sont moyennées afin de limiter les effets de la houle ou du clapot. Le réseau d'observation des côtes françaises est principalement constitué de ce type de marégraphe.

Onde lumineuse surfée par une fourmi. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a8f34a-onde-lumineuse-surfee-par-une-fourmi

Onde lumineuse surfée par une fourmi

Onde lumineuse surfée par une fourmi.

Onde sismique. Source : http://data.abuledu.org/URI/509f668e-onde-sismique

Onde sismique

Schéma de propagation des ondes sismiques de type P.

Portrait d'Hippolyte Fizeau. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a78f29-portrait-d-hippolyte-fizeau

Portrait d'Hippolyte Fizeau

Armand Hippolyte Louis Fizeau (1819-1896), est un physicien, astronome français qui travailla notamment sur la lumière. En 1845, il réalise une première photographie nette du Soleil. En 1848, il découvre le décalage de fréquence d'une onde lorsque la source et le récepteur sont en mouvement l'un par rapport à l'autre (effet Doppler-Fizeau). C'est ainsi qu'il prédit le décalage vers le rouge des ondes lumineuses.

Principe de la sismique-réflexion à terre. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a2a3f1-principe-de-la-sismique-reflexion-a-terre

Principe de la sismique-réflexion à terre

Principe de sismique réflexion sur terre : 1=vibrations provoquées dans le sous-sol, 2=propagation des ondes émises dans la première couche, 3= réflexion d'une partie des ondes (écho à l'arrivée à la couche géologique concernée), 4=ondes captées par des géophones. La sismique réflexion utilise la réflexion des ondes sur les interfaces entre plusieurs niveaux géologiques. On utilise des canons à air comprimé en mer, des camions vibreurs ou de la dynamite à terre pour créer des ondes. Les ondes émises se propagent et sont en partie réfléchies à chaque limite de couche. Elles sont reçues par des capteurs (hydrophones en mer ou géophones sur terre). La sismique réflexion peut être monotrace ou multitraces. Dans ce dernier cas, en plus d'augmenter le rapport signal sur bruit, il est possible de calculer les vitesses des milieux traversés. Cette information permet ensuite de convertir les données en profondeur.

Quatre types de frises. Source : http://data.abuledu.org/URI/52c86310-quatre-types-de-frises

Quatre types de frises

Quatre types de frises (ondes ayant la même fréquence et la même phase).

Réfraction. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a59f8c-refraction

Réfraction

Principe de réfraction d'onde selon Huygens-Fresnel (Augustin Jean Fresnel, né le 10 mai 1788 à Broglie et mort le 14 juillet 1827 à Ville-d'Avray, est un physicien français fondateur de l’optique moderne ; il proposa une explication de tous les phénomènes optiques dans le cadre de la théorie ondulatoire de la lumière). Le principe de Huygens-Fresnel est un principe utilisé en optique : il permet entre autres de calculer l'intensité dans les phénomènes de diffraction et d'interférence. Il consiste à considérer chaque point de l'espace indépendamment. Si un point M reçoit une onde d'amplitude E(M, t), alors on peut considérer qu'il réémet une onde sphérique de même fréquence, même amplitude et même phase. Au lieu de considérer que l'onde progresse de manière continue, on décompose sa progression en imaginant qu'elle progresse de proche en proche. Formulé par Fresnel en 1815, ce principe reprend la base du modèle ondulatoire développé par Huygens (1690). Soit une surface ∑ et une source lumineuse S. On découpe ∑ en surfaces élémentaires d∑ centrées autour d'un point P. Chaque point P de ∑ atteint par la lumière émise par la source S se comporte comme une source secondaire fictive émettant une ondelette sphérique.

Salle de théâtre. Source :

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Salle de théâtre

Photo d'une salle de théâtre : The Journal Tyne Theatre

Spectre des ondes électromagnétiques. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a94947-spectre-des-ondes-electromagnetiques

Spectre des ondes électromagnétiques

Classification des ondes électromagnétiques en fonction de leur longueur d'onde, de leur fréquence ou de l'énergie des photons : Un spectre électromagnétique est la décomposition d'un rayonnement électromagnétique en fonction de sa longueur d'onde, ou, de manière équivalente, de sa fréquence (via l'équation de propagation) ou de l'énergie de ses photons.

Absorption de la chlorophylle. Source : http://data.abuledu.org/URI/50e41760-absorption-de-la-chlorophylle

Absorption de la chlorophylle

Grahique du spectre d'absorption de la chlorophylle : en vert le spectre d'absorption de la chlorophylle a et en rouge le spectre d'absorption de la chlorophylle b. Le spectre visible se situe approximativement entre 380 nm à 780 nm bien qu'une gamme de 400 nm à 700 nm soit plus commune. La lumière perçue comme « verte » par l’œil et le cerveau humain a une longueur d'onde, selon les notions de la couleur « verte », approximativement entre 490 et 570 nanomètres. On remarque sur le graphique que l’absorbance de la chlorophylle est moindre pour cette plage du spectre électromagnétique. La chlorophylle absorbe donc la majeure partie du spectre visible sauf la lumière verte. La lumière rouge a une longueur d'onde de 620-750nm et une fréquence de 400-484THz. La région du rouge atteint un maximum de 660-670 nm pour la Chlorophylle A et aux alentours de 635-645 nm pour la Chlorophylle B. Les plantes ont un grande besoin des ondes rouges sauf celles beaucoup plus longues que 670 nm. La lumière bleue a une longueur d'onde de 450-495nm et une fréquence de 606-668THz. La photosynthèse fonctionne le mieux grâce aux ondes de la couleur rouge, et à moindre degré à celles de la couleur bleue. Mais certaines plantes ont un plus grand besoin de bleu que d'autres pour une croissance saine - notamment pour que les fleurs éclosent et pour que les fruits poussent.

Absorption entre niveaux atomiques. Source : http://data.abuledu.org/URI/50b3d036-absorption-entre-niveaux-atomiques

Absorption entre niveaux atomiques

Processus d'interaction entre la lumière et la matière : illustration du phénomène d'absorption entre les niveaux atomiques : Le photon d'énergie h u fait passer l'atome de son état fondamental 1 vers l'état excité 2. Lorsqu'il est éclairé par un rayonnement électromagnétique (la lumière), un atome peut passer d'un état n à un état n' > n, en prélevant l'énergie correspondante sur le rayonnement. Ce processus est résonnant : la fréquence du rayonnement omega doit être proche d'une fréquence de Bohr atomique pour qu'il puisse se produire. Les fréquences de Bohr atomiques sont définies par hbaromega_{nn'}=(E_{n'}-E_n), où E_{n'} > E_n sont les énergies des états n' et n. On peut interpréter ce processus comme l'absorption d'un photon du rayonnement (d'énergie hbaromega=h u) faisant passer l'atome du niveau d'énergie E_n vers le niveau d'énergie E_{n'}. La condition de résonance correspond alors à la conservation de l'énergie.

Angle de réfraction. Source : http://data.abuledu.org/URI/5102971d-angle-of-refraction

Angle de réfraction

Angle de réfraction : La réfraction, en physique des ondes — notamment en optique, acoustique et sismologie — est un phénomène de déviation d'une onde lorsque sa vitesse change entre deux milieux. La réfraction survient généralement à l'interface entre deux milieux, ou lors d'un changement de densité ou d'impédance du milieu.

Antenne toroïdale. Source : http://data.abuledu.org/URI/53add010-antenne-toroidale

Antenne toroïdale

une antenne toroïdale utilise deux réflecteurs (l'un en face de l'autre) pour que les ondes convergent en une ligne au lieu d'un point unique ; ce qui permet la réception de plusieurs satellites en un arc allant jusqu'à 40 °. Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Antenne_parabolique

Antennes de la Tour Eiffel. Source : http://data.abuledu.org/URI/5022c867-antennes-de-la-tour-eiffel

Antennes de la Tour Eiffel

Antennes de la Tour Eiffel

Anticyclone des Açores. Source : http://data.abuledu.org/URI/5236de9b-anticyclone-des-acores

Anticyclone des Açores

Position habituelle de l'anticyclone des Açores : près de l'équateur, où la force de Coriolis est assez faible, une circulation directe de l'air s'établit. Dans les bas niveaux de l'atmosphère, la différence de température entre l'équateur et les régions plus au nord moins réchauffées donne lieu à la zone de convergence intertropicale où l'air plus chaud se soulève à cause de la convergence et de la poussée d'Archimède. Ceci donne climatologiquement un climat sec à ces latitudes sous une circulation anticyclonique. On retrouve dans cette zone la plupart des grands déserts terrestres. Ces zones plus ou moins permanentes de haute pression ont acquis des noms régionaux. On parle ainsi de l'anticyclone des Bermudes, aussi connu comme celui des Açores, dans l'Atlantique ainsi que de l'anticyclone du Pacifique à l'ouest de la côte californienne. Ceci ne veut pas dire que la position et l'intensité de ces anticyclones soient permanentes, juste qu'en moyenne on retrouve des anticyclones autour de ces régions. Leur influence ne s'arrête pas là. Par exemple, l’anticyclone des Bermudes/Açores apporte du temps beau et chaud de la côte est de l’Amérique du Nord à l’Europe en été et des vagues de chaleurs car il transporte de l'air tropical sec sur son flanc nord. Sur son flanc sud, où les vents sont d'est, les ondes tropicales sortant d'Afrique peuvent générer des cyclones tropicaux qui frapperont les Antilles ainsi que l’Amérique centrale et celle du Nord.

Automate du joueur de flûte en 1840. Source : http://data.abuledu.org/URI/593704c9-automate-du-joueur-de-flute-en-1840

Automate du joueur de flûte en 1840

Détail de l'automate du "joueur de flûte" de Innocenzo Manzetti de 1840, exposé à la Maison de Mosse de Avise (AO), Italie, dans l'expo "Au fil des ondes: 150 ans de télécommunications en Vallée d'Aoste", 9 - 17 Avril 2011.

Binzasara japonais. Source : http://data.abuledu.org/URI/533159c0-binzasara-

Binzasara japonais

Le binzasara est un instrument à percussion de la musique traditionnelle japonaise utilisé pour les chansons populaires, les danses paysannes et le théâtre kabuki. L'instrument se compose de nombreuses plaquettes de bois reliées par un fort cordon de coton tressé. En utilisant les poignées à chaque extrémité, on joue du binzasara en faisant onduler les plaquettes en ondes. Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Binzasara

Binzasara japonais  en position étirée. Source : http://data.abuledu.org/URI/53316fe5-binzasara-japonais-en-position-etiree

Binzasara japonais en position étirée

Le binzasara est un instrument à percussion de la musique traditionnelle japonaise utilisé pour les chansons populaires, les danses paysannes et le théâtre kabuki. L'instrument se compose de nombreuses plaquettes de bois reliées par un fort cordon de coton tressé. En utilisant les poignées à chaque extrémité, on joue du binzasara en faisant onduler les plaquettes en ondes. Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Binzasara

Blason de Bidart. Source : http://data.abuledu.org/URI/5280189f-blason-de-bidart

Blason de Bidart

Céramique ornant un des murs de la mairie de Bidart portant les armes de la ville depuis 1958 : BIDARTEAN ZUZENA OHENA. Blasonnement : Parti, au premier, de sinople au rocher d'argent mouvant du flanc dextre sommé d’une tour d’or ajourée et enflammée de gueules ; au deuxième, de gueules au bateau d'or mouvant de face, la voile d'argent chargée d'une croix basque de sable, le tout des deux parties posé sur une mer d’argent ; à la vergette d'or brochant sur la partition accostée à chaque flanc de cinq billettes du même. Le blasonnement définitif fut adopté par le conseil municipal le 3 mars 1958 avec l'ajout d'ornements extérieurs : L’écu sommé de deux ondes d’argent dans lesquelles plonge un grand harpon de sable en pal, passant sous l’écu et le listel bordant en pointe cet écu. L'anneau du harpon en chef retenant un cordage d’or dont les entrelacs forment à dextre la lettre majuscule anglaise B contournée, puis passe sous l’écu pour former à senestre la même lettre B. Le cordage retenant le listel d’argent chargé de la devise basque « bidartean zuzena onena » (parmi les chemins, le plus droit est le meilleur).

Chambre anéchoïque dite chambre sourde. Source : http://data.abuledu.org/URI/52c4110f-chambre-anechoique-dite-chambre-sourde

Chambre anéchoïque dite chambre sourde

Chambre anéchoïque du LNE : Le Laboratoire national de métrologie et d'essais, anciennement Laboratoire national d'essais (LNE), est un organisme français chargé de réaliser les mesures et essais de produits de toutes sortes en vue de leur certification pour leur mise sur le marché. Son siège est situé dans le 15e arrondissement de Paris, et il fonctionne sous le régime d'un Établissement public à caractère industriel et commercial (EPIC).

Diffraction à travers un voilage. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a8d78e-diffraction-a-travers-un-voilage

Diffraction à travers un voilage

Lorsqu'une source de lumière quasiment ponctuelle est observée à travers un rideau ou un voilage, on peut voir une figure de diffraction telle celle-ci : zoom vers lumière extérieure allumée de jour (lobes secondaires presque indiscernables). Elle résulte de la diffraction de la lumière par le rideau, dont le tissu constitue tout un ensemble d'ouvertures carrées. La mesure de l'angle entre la tache centrale et sa voisine permet d'obtenir le pas du rideau. Les irisations des taches proviennent du fait que chaque longueur d'onde construit sa propre figure de diffraction, légèrement différente de celle d'une longueur d'onde voisine. Les endroits où les figures coïncident sont blancs (en particulier la tache centrale), les autres sont colorés. On constate que la répartition des couleurs est logique car les maxima du sinus cardinal sont obtenus régulièrement (tous les Pi/2 et x, distance d'un point au centre de la tâche, est proportionnel à lambda.

Diffraction de Fresnel (courbe). Source : http://data.abuledu.org/URI/50a8d2e4-diffr-fresnel-courbe-petit-png

Diffraction de Fresnel (courbe)

Courbe donnant l'intensité de la lumière diffractée par un bord d'écran observée à une distance r=1 mètre. La longueur d'onde est λ=0,5 micromètres. On observe que la largeur de la première oscillation est de l'ordre de √(λr), les autres oscillations sont plus rapides et moins marquées. L'intensité que l'on aurait en l'absence de diffraction est représentée en rouge. L'intégrale appelée transformation de Fresnel permet de déterminer la figure de diffraction observée à distance finie de l'ouverture diffractante. Ce genre de diffraction peut par exemple s'observer sur les bords de l'ombre géométrique d'un écran comme sur ce schéma.

Diffraction par ouverture rectangulaire. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a8d458-diffraction-par-ouverture-rectangulaire

Diffraction par ouverture rectangulaire

Figure de diffraction : notations utilisées pour une ouverture rectangulaire. Une ouverture rectangulaire de côtés a et b correspond à une transmission t(X, Y) définie par : t(X,Y) = 1 si |X|<a/2 et |Y|<b/2 ; t(X,Y) = 0 sinon.

Diffraction par une fente. Source : http://data.abuledu.org/URI/52906f63-diffraction-par-une-fente

Diffraction par une fente

Diffraction des ondes par une fente.

Diffusion de Rayleigh dans une plume. Source : http://data.abuledu.org/URI/50be5b3b-diffusion-de-rayleigh-dans-une-plume

Diffusion de Rayleigh dans une plume

Schéma du phénomène de diffusion de Rayleigh dans une plume : les mélanines diffusent les courtes longueurs d'onde ; il y a donc des plumes bleues sans pigments bleus ! La plupart des oiseaux disposant de plumes vertes ou bleues, comme les espèces du genre Pavo, ne synthétisent pas de pigments de ces couleurs1. Ceci n'est possible que grâce à l'effet Tyndall. La couleur se visualise sur les ramifications latérales de la plume appelées barbes, les cellules la constituant peuvent contenir des microgranules à l'origine de ce phénomène. En effet, les rayons incidents à la plume rencontrent des microgranules de mélanine (noire) de très petite taille et peu concentrées, ces microgranules réfléchissent donc les ondes bleues et laissent filtrer les rayons à grande longueur d'onde. Une partie de ces rayons peut être réfléchie par des pigments situés sous les microgranules (cas des plumes vertes qui contiennent des pigments jaunes), le reste des longueurs d'onde est absorbé par des microgranules très concentrées. Ainsi la plume ne présente pas le même ton de couleur selon l'angle (phénomène d'irisation), et de dos la plume est de couleur noire (la couleur de la mélanine). Ce phénomène est semblable aussi pour la coloration des yeux chez l'homme.

Diffusion de Rayleigh des ondes électromagnétiques. Source : http://data.abuledu.org/URI/50be596f-diffusion-de-rayleigh-des-ondes-electromagnetiques

Diffusion de Rayleigh des ondes électromagnétiques

Diffusion Rayleigh (ou diffusion élastique) d'une onde électromagnétique par un atome. Le nuage électronique est déformé par le champ électrique de l'onde. Le barycentre des charges négatives oscille donc par rapport au noyau (positif), il se crée un dipôle électrostatique vibrant qui rayonne dans toutes les directions. L'onde électromagnétique peut être décrite comme un champ électrique oscillant couplé à un champ magnétique oscillant à la même fréquence. Ce champ électrique va déformer le nuage électronique des atomes, le barycentre des charges négatives oscillant ainsi par rapport au noyau (charge positive). Le dipôle électrostatique ainsi créé rayonne, c'est ce rayonnement induit qui constitue la diffusion Rayleigh.

Domaines du spectre électromagnétique. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a8f925-domaines-du-spectre-electromagnetique

Domaines du spectre électromagnétique

Régions approximatives en fréquence et en longueur d'onde du spectre électromagnétique. Le spectre électromagnétique est la décomposition du rayonnement électromagnétique selon ses différentes composantes en termes de fréquence (ou période), d'énergie des photons ou encore de longueur d’onde associée, les quatre grandeurs u (fréquence), T (période), E (énergie) et lambda (longueur d’onde) étant liées deux à deux par : la constante de Planck h, (approx. 6,626069×10-34 J⋅s ≈ 4,13567 feV/Hz) et la vitesse de la lumière c, (exactement 299 792 458 m/s).

Double polarisation en radar. Source : http://data.abuledu.org/URI/5232dfda-double-polarisation-en-radar

Double polarisation en radar

Principe de la double polarisation utilisé en radar. Une gouttelette prend une forme oblate quand elle augmente de masse et les ondes polarisées horizontalement (gauche) et verticalement (droite) donneront des échos d'intensités différentes en revenant au radar. D'autre part, la grêle est plus ou moins circulaire et donc les retours seront égaux. D'autres objets ont des axes préférés. En comparant les retours verticaux et horizontaux avec d'autres données radars, il est possible d'estimer directement le type de cibles vues par le radar.

Effet Doppler. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a77081-effet-doppler

Effet Doppler

Schéma de l'éffet Doppler mesurant le décalage de fréquence d’une onde acoustique ou électromagnétique entre la mesure à l'émission (1) et la mesure à la réception (2) lorsque la distance entre l'émetteur (A) et le récepteur (B) varie au cours du temps.

Effet Doppler. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a78ac8-effet-doppler

Effet Doppler

L'effet Doppler appliqué à la lumière des galaxies.

Effet Doppler d'une ambulance. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a771d3-effet-doppler-d-une-ambulance

Effet Doppler d'une ambulance

Mesure de l'Effet Doppler de la sirène d'une ambulance : 1=source émise, 2=écho.

Effet Doppler-Fizeau. Source : http://data.abuledu.org/URI/5232fb97-effet-doppler-fizeau

Effet Doppler-Fizeau

Effet Doppler-Fizeau : ondes émises par une source se déplaçant de la droite vers la gauche. La fréquence est plus élevée à gauche (à l'avant de la source) qu'à droite. Méthode pour mesurer la vitesse de déplacement d'une cible : on peut noter la variation de fréquence de l'onde émise par rapport à celle reçue lorsqu'on émet continuellement à une fréquence fixe. Il s'agit là de l'utilisation de l'Effet Doppler-Fizeau. Comme on ne fait pas varier la fréquence émise, on ne peut cependant pas définir la position de la cible de cette manière. En plus, on n'a que la composante radiale au radar de la vitesse. Par exemple, une cible se déplaçant perpendiculaire au faisceau radar ne causera pas de changement de fréquence alors que la même cible se déplaçant vers le radar à la même vitesse provoquera un changement maximal. La plus courante des méthodes est d'utiliser une variante de l'effet Doppler avec un radar à impulsions. Dans ce cas, on note la différence de phase entre les impulsions successives revenant de la cible. Cette méthode permet de déterminer la vitesse radiale ET la position de la cible.

Émission stimulée. Source : http://data.abuledu.org/URI/50b3d142-emission-stimulee

Émission stimulée

Processus d'interaction entre la lumière et la matière : illustration du phénomène d'émission stimulée ; la désexcitation de l'atome est stimulée par l'arrivée du photon incident. Le photon émis vient s'ajouter au champ incident : il y a amplification. Un atome dans l'état n' peut se « désexciter » vers le niveau n sous l'effet d'une onde électromagnétique, qui sera alors amplifiée. Comme pour l'absorption, ce processus n'est possible que si la fréquence du rayonnement omega est proche de la fréquence de Bohr omega_{nn'}. On peut l'interpréter comme l'émission d'un photon d'énergie hbaromega qui vient s'« ajouter » au rayonnement.

Formation de précipitations orographiques. Source : http://data.abuledu.org/URI/518bde8a-formation-de-precipitations-orographiques

Formation de précipitations orographiques

Formation de précipitations orographiques : Les précipitations stratiformes proviennent du soulèvement lent et à grande échelle de l'humidité qui se condense uniformément ; précipitations orographiques où le relief force les masses d'air à s'élever : les versants au vent sont alors très pluvieux, les versants sous le vent sont plus secs. Le foehn est une illustration de ce phénomène.

four à  micro-ondes avec légendes. Source : http://data.abuledu.org/URI/50239629-four-a-micro-ondes-avec-legendes

four à  micro-ondes avec légendes

Schéma de principe d'un four à micro onde avec légendes : tableau de commande, magnétron, guide d'ondes, agitateur d'ondes, micro ondes, enceinte (métal).

four à micro onde. Source : http://data.abuledu.org/URI/5023973d-four-a-micro-onde

four à micro onde

photo de four à micro-ondes

Four à micro-ondes. Source : http://data.abuledu.org/URI/54042a29-four-a-micro-ondes

Four à micro-ondes

Four à micro-ondes.

Four à micro-ondre recyclé en boîte aux lettres. Source : http://data.abuledu.org/URI/54c79fe6-four-a-micro-ondre-recycle-en-boite-aux-lettres

Four à micro-ondre recyclé en boîte aux lettres

Four à micro-ondre recyclé en boîte aux lettres.

Horizon du radar. Source : http://data.abuledu.org/URI/5232fa56-horizon-du-radar

Horizon du radar

Les ondes électromagnétiques suivent les règles de l’optique pour les hautes fréquences (>100 MHz). Même le faisceau d’un radar pointant vers l’horizon va s’éloigner de la surface de la Terre parce que celle-ci a une courbure. Une cible qui se trouve à une distance à l’intérieur de la portée maximale du radar mais sous l’horizon du radar ne pourra donc pas être détectée, elle se trouve dans la «zone d’ombre». Cependant, l’horizon du radar est à une plus grande distance que l'horizon optique en ligne directe parce que la variation de l’indice de réfraction avec l’altitude dans l’atmosphère permet à l’onde radar de courber. Le rayon de courbure de la trajectoire de l’onde est ainsi plus grand que celui de la Terre ce qui permet au faisceau radar de dépasser la ligne de visée directe et donc de réduire la zone d’ombre. Le rayon de courbure de la Terre est de 6,4×106 m alors que celui de l’onde radar est de 8,5×106 m.

Interférences. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a7b098-interferences

Interférences

Simulation d'interférences d'ondes circulaires émises par deux sources voisines. La position des deux sources est marquée par une croix.

L'effet Doppler : le paradoxe des jumeaux. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a78dd8-l-effet-doppler-le-paradoxe-des-jumeaux

L'effet Doppler : le paradoxe des jumeaux

Tracés des cônes de lumière issus de la Terre (pointillés rouges) et du mobile (pointillés verts). La fréquence de réception, respectivement par le mobile, et par la Terre, traduit l'effet Doppler pour les phases aller et retour. Le schéma a été réalisé (pour simplifier la présentation - analyse des rapports de fréquence) dans le cas d'une vitesse égale à 0,8c. Des frères jumeaux sont nés sur Terre. L'un fait un voyage aller-retour dans l'espace en fusée à une vitesse proche de celle de la lumière. D'après le phénomène de dilatation du temps de la relativité restreinte, pour celui qui est resté sur Terre la durée du voyage est plus grande que pour celui qui est envoyé dans l'espace. Ce dernier rentre donc plus jeune que son jumeau sur Terre. Mais celui qui voyage est en droit de considérer, les lois de la physique étant identiques par changement de référentiel, qu'il est immobile et que c'est son frère et la Terre qui s'éloignent à grande vitesse de lui. Il pourrait donc conclure que c'est son frère qui est resté sur Terre qui est au final plus jeune. Ainsi chaque jumeau pense, selon les lois de la relativité restreinte, retrouver l'autre plus jeune que lui. Est-on tombé sur un véritable paradoxe ?

L'effet Doppler (rouge et bleu). Source : http://data.abuledu.org/URI/50a78be5-l-effet-doppler-rouge-et-bleu-

L'effet Doppler (rouge et bleu)

Décalage de la propagation du bleu et du rouge, par effet Doppler.

L'effet Doppler (voitures). Source : http://data.abuledu.org/URI/50a78981-l-effet-doppler-voitures-

L'effet Doppler (voitures)

L'effet Doppler appliqué à deux voitures.

Le cirque de Tadrart en Algérie. Source : http://data.abuledu.org/URI/52d0698f-le-cirque-de-tadrart-en-algerie

Le cirque de Tadrart en Algérie

Le cirque de moul n'ga dans la Tadrart (sud est Algérie), Parc culturel du Tassili : Lignes parallèles suivant la crête d'une onde orographique. Un nuage orographique est un nuage formé par le soulèvement dû au relief, en amont ou en aval de l'obstacle. Il ne s'agit pas d'un type en particulier de nuage, car il peut être autant stratiforme que convectif, mais plutôt d'un qualificatif qui est lié à son origine. Le nuage d'onde est un cas particulier de nuage orographique qui se développe au sommet d'une onde orographique stationnaire en aval d'une montagne. Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Nuage_orographique.

Le mur du son. Source : http://data.abuledu.org/URI/52c8690d-le-mur-du-son

Le mur du son

Illustation du phénomène du "mur du son" perçu à terre. Le mur du son est un phénomène physique aérodynamique caractérisé par l'atteinte d'une vitesse au moins égale à celle de la vitesse du son dans l'air, soit 340 mètres par seconde, soit 1 224 km/h (dans l'air à 15 °C) ou Mach 1, et provoquant une onde de choc sous forme de « bang » supersonique.

Le phénomène de diffraction de Young. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a7b737-le-phenomene-de-diffraction-de-young

Le phénomène de diffraction de Young

Dessin de Thomas Young (1773è1829), savant anglais, montrant le phénomène de diffraction de la lumière. A et B sont les deux sources de lumière, les interférences des ondes sont matérialisées en C, D, E, et F. Young presenta les résultats de cette expérience à la "Royal Society" de Londres en 1803.