Différence principale - ondes électromagnétiques vs mécaniques

Une onde est constituée d'un certain type de perturbation qui se déplace. En fonction de leurs propriétés, nous pouvons classer les ondes en plusieurs types différents. L'une des distinctions est basée sur le fait que les perturbations dans une onde ont besoin d'un milieu pour traverser. De cette façon, nous classons les ondes en ondes électromagnétiques et mécaniques. Les différence principale entre les ondes mécaniques et électromagnétiques est que les ondes électromagnétiques ne nécessitent pas de milieu pour se propager tandis que les ondes mécaniques nécessitent un milieu pour se propager.

Que sont les ondes mécaniques

Les ondes mécaniques sont constituées de perturbations qui ne peuvent voyager qu'à travers un milieu. Vous pouvez créer une vague simple en remuant une corde de haut en bas, et c'est une vague mécanique. Lorsqu'une molécule monte, elle fait monter aussi les molécules voisines, et de cette façon la perturbation se déplace tout le long de la corde. Ici, la corde est le médium de l'onde car c'est le mouvement des « molécules de corde » qui entraîne la perturbation.

Un autre très bon exemple d'onde mécanique est une onde sonore. Les ondes sonores sont constituées de molécules oscillantes. Typiquement, lorsque nous entendons un son, notre oreille détecte le mouvement de va-et-vient des molécules d'air (vous pouvez vérifier que le son est bien composé de molécules d'air vibrantes en plaçant une bougie devant un haut-parleur, voir la vidéo ci-dessous). Le cerveau interprète ce mouvement de va-et-vient des molécules d'air comme un « son ». Nous pouvons également entendre le son à travers les vibrations d'autres types de molécules: vous pouvez l'entendre sous l'eau à cause des vibrations des molécules d'eau, par exemple.

Ce qui rend les ondes sonores mécaniques, c'est que le son ne pourrait pas se propager s'il n'y avait pas de support. Par exemple, imaginez mettre une cloche qui sonne dans un bocal à vide et laisser lentement sortir l'air. Au fur et à mesure que l'air sort du bocal, le son devient plus faible. Lorsqu'il n'y a pas d'air à l'intérieur du bocal, la cloche vibre toujours mais il n'y a rien entre les deux pour transporter le son à l'extérieur, donc le son s'arrête. Si vous laissez lentement entrer l'air, vous pouvez recommencer à entendre le son. Cette expérience est montrée dans la vidéo ci-dessous:

Que sont les ondes électromagnétiques

Les ondes électromagnétiques sont constituées de perturbations qui peuvent voyager sans support. Par exemple, la lumière du Soleil est une onde électromagnétique qui voyage dans le vide entre la Terre et le Soleil. Les ondes électromagnétiques peuvent le faire car elles ne reposent pas sur des molécules vibrantes. Au lieu de cela, ce qui oscille dans une onde électromagnétique est un champ électrique. Il y a un champ magnétique aussi, qui oscille en phase avec le champ électrique, à 90^o au champ électrique. Les vibrations sont conduites dans une direction qui est à 90^o aux oscillations du champ électrique et du champ magnétique. Une courte animation de la vibration de ces champs est présentée dans la vidéo ci-dessous:

Dans les aspirateurs, toutes les ondes électromagnétiques se déplacent à une vitesse d'environ 3×10⁸ Mme^-1. C'est ce qu'on appelle souvent le vitesse de la lumière dans le vide. Selon leur longueur d'onde, ils peuvent être classés en plusieurs types différents. Le schéma ci-dessous montre ces différents types, en partant des plus grandes longueurs d'onde (à gauche) jusqu'aux plus petites longueurs d'onde (à droite).

Le spectre électromagnétique

Les oscillations étant perpendiculaires à la direction de propagation, les ondes électromagnétiques sont des ondes transversales. Cela signifie que les ondes électromagnétiques peuvent être polarisées.

Différence entre les ondes mécaniques et électromagnétiques

Méthode de propagation

Ondes mécaniques nécessitent un support pour se propager.

Ondes électromagnétiques ne nécessitent pas de support pour se propager. Ils peuvent se propager dans le vide.

La vitesse

Ondes mécaniques voyagent plus lentement que les ondes électromagnétiques.

Ondes électromagnétiques voyager à 3×10⁸ Mme^-1 dans les aspirateurs. Lorsqu'ils voyagent à travers d'autres médias, ils ralentissent un peu.

Type de vagues

Ondes mécaniques peut être transversal ou longitudinal. Lorsqu'elles sont longitudinales, elles ne peuvent pas être polarisées.

Ondes électromagnétiques sont des ondes transversales, elles peuvent donc être polarisées.

Image de courtoisie

« Un diagramme du spectre de Milton, montrant le type, la longueur d'onde (avec des exemples), la fréquence, la température d'émission du corps noir… » par Inductiveload, NASA (self-made, information by NASA) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Chambre des communes