Pour les amateurs de physique, les différentes ondes et leurs caractéristiques peuvent être limpides, mais pour d'autres, la différence entre les ondes mécaniques et électromagnétiques peut ne pas être si facile à saisir. Cependant, les deux types d'ondes varient de plusieurs manières, même si les deux propagent l'énergie autour de nous.
Onde mécanique vs onde électromagnétique
La différence entre les ondes mécaniques et électromagnétiques est que les ondes mécaniques ne peuvent pas voyager sans support alors que les ondes électromagnétiques peuvent voyager dans le vide à l'aide de n'importe quel support.
Une autre différence flagrante entre les deux est que la distance parcourue par les ondes mécaniques dépend de l'élasticité du milieu qu'elles utilisent, tandis que les caractéristiques d'une onde électromagnétique dépendent des champs magnétiques et électriques agissants.
Ces deux types d'ondes varient également dans leur vitesse. Une onde mécanique voyage beaucoup plus lentement qu'une onde électrique qui voyage aussi vite que la lumière. Un exemple d'onde mécanique est une onde sonore tandis qu'une micro-onde et une onde radio sont des exemples d'ondes électromagnétiques.
Tableau de comparaison entre l'onde mécanique et l'onde électromagnétique (sous forme tabulaire)
| Paramètre de comparaison | Ondes mécaniques | Ondes électromagnétiques |
|---|---|---|
| Moyen | Impossible de voyager sans médium | Peut voyager sans support |
| Facteurs affectant | Élasticité et inertie | champs magnétiques et électriques |
| Vitesse | Voyage avec la vitesse du médium | Voyage à la vitesse de la lumière |
| Les types | Transversal et Longitudinal | Seulement Transversal |
| Exemples | Ondes sonores, ondes de surface | Micro-ondes, ondes radio, etc. |
Qu'est-ce que l'onde mécanique ?
Selon les définitions, les ondes mécaniques sont des ondes résultant de l'oscillation de la matière et leur mouvement est ce qui fait avancer l'onde. Cela signifie également que les ondes mécaniques nécessitent toujours un milieu pour se déplacer et ne peuvent pas se déplacer dans le vide.
Par conséquent, une onde mécanique peut abriter une vitesse limitée à la vitesse du milieu et ne peut se déplacer que dans le sens où le milieu l'emporte. Ce type de vague nécessite également une quantité initiale d'énergie pour lancer le mouvement.
Une onde mécanique peut être de trois types, longitudinale, transversale et de surface. Une onde longitudinale se forme lorsque les particules du milieu oscillent parallèlement à la direction avant de l'onde.
Une onde transversale se forme lorsque les particules de l'onde vibrent perpendiculairement à la direction du mouvement tandis qu'une onde de surface se forme lorsque les ondes se déplacent à l'interface de deux milieux. Un exemple d'onde de surface est celui des ondulations dans un plan d'eau.
Qu'est-ce qu'une onde électromagnétique ?
Les ondes électromagnétiques sont le résultat de l'accélération de particules chargées électriquement qui affectent d'autres particules autour d'elles. Dans un champ électromagnétique, aucune particule n'oscille mais les photons eux-mêmes se propagent et créent une onde. Les champs électromagnétiques sont basés sur les quatre lois de Maxwell.
Un champ électromagnétique est le résultat de champs électriques et magnétiques changeants dont la direction pointe à 90 degrés l'un par rapport à l'autre. Les directions de ces champs sont également perpendiculaires à la direction de propagation de l'énergie et de l'onde.
Étant donné que le rayonnement électromagnétique ne se compose d'aucune particule et uniquement de champs électriques et magnétiques oscillants, ils n'ont besoin d'aucun support pour se propager. Ils peuvent ainsi voyager dans le vide. La vitesse d'une onde électromagnétique est aussi rapide que la vitesse de la lumière. Les ondes électromagnétiques sont régies par les lois de l'électrodynamique quantique.
En d'autres termes, les ondes électromagnétiques sont constituées de photons, qui sont des particules non chargées qui peuvent voyager à la vitesse de la lumière. Ces ondes propagent l'énergie, le moment et le moment angulaire loin de la source.
Au fur et à mesure que ces photons s'éloignent de leur source mère, il n'a plus besoin d'un apport continu d'énergie pour le maintenir en mouvement et crée ainsi ce qu'on appelle le champ lointain. Le champ entourant la charge parente qui a créé l'onde en premier lieu s'appelle le champ proche.
Principales différences entre l'onde mécanique et l'onde électromagnétique
Conclusion
Les ondes mécaniques et électromagnétiques sont une source de propagation de l'énergie d'un endroit à un autre. Parmi les différents types d'ondes en physique, ces deux sont les plus couramment trouvées et discutées.
le différence principale entre les ondes mécaniques et électromagnétiques est que les ondes mécaniques ne peuvent pas voyager sans support et peuvent héberger une vitesse limitée à la vitesse du support tandis que les ondes électromagnétiques peuvent voyager dans le vide à l'aide de n'importe quel support et peuvent voyager à la vitesse de la lumière.
Les ondes mécaniques sont des ondes résultant de l'oscillation de la matière et ce type d'onde nécessite également une quantité initiale d'énergie pour déclencher le mouvement, tandis que les ondes électromagnétiques sont le résultat de l'accélération de particules chargées électriquement qui affectent d'autres particules autour d'elles.
Une onde mécanique peut être de trois types, longitudinale, transversale et de surface alors qu'une onde électromagnétique ne peut être qu'une onde transversale. Les ondulations dans un plan d'eau sont un exemple d'onde mécanique, tandis que celles d'une onde électromagnétique sont les micro-ondes, les ondes radio et les rayons ultraviolets.
La distance parcourue par les ondes mécaniques dépend de l'élasticité et de l'inertie du milieu qu'elle utilise alors que les caractéristiques d'une onde électromagnétique dépendent des champs magnétiques et électriques agissants. Une onde mécanique ne propage que l'énergie à l'intérieur des particules, tandis qu'un champ électromagnétique propage l'énergie, la quantité de mouvement et le moment angulaire.
