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Comment calculer la longueur d’onde ?

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Avec certitude, vous avez lu ou entendu parler des ondes. Si vous jetez une pierre dans un lac, par exemple, vous remarquerez que là où elle tombe, des sortes de cercles se forment et s’éloignent du point d’impact. Ces cercles sont les ondes, et elles se propagent de la surface vers le fond. Si vous vous demandez comment calculer la longueur d’onde, nous vous le disons ici.

Ce qui est intéressant, c’est que, comme pour tant de choses, il existe une formule à laquelle nous pouvons nous référer si nous avons besoin de connaître cette donnée.

Mais, qu’est-ce que la longueur d’onde?

A partir de l’exemple donné au début avec la pierre que nous avons jetée dans l’eau, les ondes qui se génèrent ou se dessinent le font sous une forme sinusoïdale caractérisée par des crêtes et des vallées. La distance entre deux crêtes de l’onde sinusoïdale est appelée longueur d’onde.

Une onde peut être classifiée de deux manières et la première consiste à considérer la direction de propagation de la vibration. Si la vibration se produit perpendiculairement à la direction de propagation, nous parlons d’ondes transversales (comme celles de la mer ou les ondes électromagnétiques). Si la vibration se produit dans la même direction que la propagation, nous parlons d’ondes longitudinales (comme les ondes sonores).

La deuxième classification nécessite de prendre en compte les milieux par lesquels les ondes se propagent. Ce milieu peut être un milieu physique (comme pour les ondes qui se propagent dans un fluide) ou le vide (comme pour les ondes lumineuses et les ondes radio). Dans tous les cas, l’onde est toujours définie par la vitesse de propagation (v), la longueur (lambda) et la fréquence (nu).

La longueur d’onde est exprimée en mètres et est définie comme la distance entre deux points maxima (crêtes) ou deux points minima (vallées). La fréquence est calculée en et indique la périodicité d’une onde, c’est-à-dire combien de fois elle se répète dans un intervalle de temps donné. Une fréquence de « 2 Hz » signifie que l’onde atteint deux crêtes en une seconde. La vitesse de l’onde est représentée par les mètres parcourus en une seconde. Dans le cas des rayonnements électromagnétiques se propageant dans le vide, cela correspond à la (300 000 km/s).

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Par exemple, prenons la pierre que nous avons jetée dans le lac, et la longueur d’onde est la distance entre les deux crêtes de cette onde sinusoïdale formée en les jetant. L’onde a des crêtes et des vallées ; la distance entre les crêtes est la longueur qui les sépare.

Ensuite, elles peuvent être classifiées en ondes longitudinales, comme celles provoquées par le son, ou transversales, comme celle provoquée par cette pierre que nous avons jetée dans l’eau. Pour les premières, il faut prendre en compte le milieu dans lequel elles se propagent, leur longueur et leur fréquence.

Comment appliquer la formule?

Imaginons qu’une ait une fréquence de 1,5 · 10^14 Hz et que nous voulions connaître sa longueur. Nous savons que la longueur « λ », la fréquence « ν » et la vitesse de propagation « c » sont liées de la manière suivante:

  • C = λ X v. Ou, ce qui revient au même: λ = C / V

En remplaçant les valeurs, et en prenant en compte que la vitesse de la lumière dans le vide est de 3 · 10^8 m/s, cela serait donc:

λ = c / v = (3 · 10^8 m/s) / (1.5 · 10^14 1/s) = 2 · 10^-6 m. Comme « μm » est le symbole du , cela donnerait:

En d’autres termes, dans la plupart des cas, la longueur d’onde électromagnétique est de 2 μm.

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