Qu’est-ce qu’une onde ? Une onde est une perturbation qui se propage avec transport d’énergie sans transport de matière.

Il existe deux grandes catégories d’ondes :

  • les ondes mécaniques qui nécessitent un milieu matériel pour se propager, comme par exemple les ondes sonores
  • les ondes électromagnétiques qui ne nécessitent pas obligatoirement un milieu matériel pour se déplacer, comme par exemple la lumière qui peut se propager dans le vide.

Comment définir une onde ?

Si on s’intéresse aux ondes électromagnétiques à proprement parler, c’est une perturbation qui va être associée à deux champs : un champ électrique et un champ magnétique, qui varient tous les deux dans le temps et dans l’espace.

C’est une onde qui va se propager de façon périodique et même doublement périodique dans un premier remps, de façon temporelle.

Régulièrement dans le temps, on va retrouver un même signal, cette onde va donc être caractérisée par une fréquence qui sera une grandeur propre, on dit encore « intrinsèque », aux ondes électromagnétiques.

Mais cette onde, si elle se propage dans l’espace et si on met sur « pause » cette propagation, on va se rendre compte qu’il existe aussi une périodicité spatiale.

En utilisant des schémas on peut se représenter une modélisation du champ électrique avec son champ magnétique ; les deux associés formant une onde électromagnétique.

Cette propagation a été mise sur « pause » temporairement, et on se rend compte que périodiquement dans l’espace on retrouve des « extraits de motifs » identiques entre eux.

La longueur d’onde

C’est ainsi que l’on va définir la longueur d’onde : c’est la distance qui correspond à un motif élémentaire qui se répète identique à lui-même dans l’espace.

Cette longueur d’onde est notée λ, mais attention cette valeur de longueur d’onde varie en fonction du milieu traversé, c’est-à-dire que la longueur, par exemple de la lumière rouge qui est un exemple d’onde électromagnétique, n’est pas la même dans le vide que dans le verre.

La fréquence d’une onde

En revanche, sa fréquence reste la même. C’est la raison pour laquelle la fréquence est une grandeur propre aux ondes électromagnétiques, qui ne change pas en fonction du milieu traversé par une onde électromagnétique.

Alors en général, quand on vous dit par exemple « le visible va du 400 au 800 nm » et bien ces longueurs d’ondes sont sous-entendues dans le vide.

En fait, les fréquences ne nécessitent pas de préciser le milieu dans lequel on se place puisque quel que soit le milieu elles restent les mêmes.

C’est ainsi que l’on peut montrer toutes les différentes ondes électromagnétiques en fonction d’une gamme de fréquences.