Toutes les ondes—lumière, son, radio, sismiques—partagent une relation fondamentale entre longueur d'onde, fréquence et vitesse d'onde. Comprendre cette relation est essentiel en physique, télécommunications et acoustique.
L'équation de vitesse des ondes
v = f × λ
Où :
- v = vitesse de l'onde (m/s)
- f = fréquence (Hz = cycles par seconde)
- λ (lambda) = longueur d'onde (m)
Réarrangements :
- f = v / λ
- λ = v / f
Ondes lumineuses
La vitesse de la lumière dans le vide est c = 3 × 10⁸ m/s.
Exemple : Trouvez la longueur d'onde de la lumière bleue avec une fréquence de 6,5 × 10¹⁴ Hz. λ = c / f = (3 × 10⁸) / (6,5 × 10¹⁴) = 4,62 × 10⁻⁷ m = 462 nm (bleu-violet)
Ondes sonores
La vitesse du son dans l'air à 20°C est d'environ 343 m/s.
Exemple : Trouvez la longueur d'onde du Do central (262 Hz) dans l'air. λ = 343 / 262 = 1,31 mètre
Exemple : Trouvez la fréquence d'une onde sonore de longueur d'onde 0,5 m. f = 343 / 0,5 = 686 Hz (dans la plage audible de 20 Hz–20 000 Hz)
Spectre électromagnétique
| Rayonnement | Fréquence (Hz) | Longueur d'onde |
|---|---|---|
| Radio | 10³–10⁹ | 0,3 mm – 300 km |
| Micro-ondes | 10⁹–10¹² | 0,3 mm – 30 cm |
| Infrarouge | 10¹²–4×10¹⁴ | 700 nm – 300 μm |
| Lumière visible | 4–7,5×10¹⁴ | 400–700 nm |
| Ultraviolet | 7,5×10¹⁴–10¹⁷ | 10–400 nm |
| Rayons X | 10¹⁷–10²⁰ | 0,01–10 nm |
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