Les caractéristiques des ondes

Peu importe le type d'onde considéré, elles possèdent toutes cinq caractéristiques communes:

Cette longueur correspond à la distance qui sépare deux points identiques de l’onde à un instant donné, séparés par un cycle complet. Les deux points sont situés à la même amplitude. Dans le cas d'une onde transversale, la longueur d'un cycle complet correspond à la distance séparant deux crêtes de l'onde ou encore deux creux. Dans le cas d'une onde longitudinale, la longueur du cycle correspond plutôt à la distance dans laquelle sont incluses une zone de compression et une zone de raréfaction.

Puisqu'il s'agit d'une distance, on la mesure généralement en mètres ou en une autre unité de distance. On peut également la calculer en divisant la distance totale parcourue par le nombre de cycles effectués. Par exemple, si deux cycles d'une onde s'étendent sur une longueur de |\small \text {16 cm}|, on peut diviser cette longueur par le nombre de cycles qu'elle contient, soit 2. On trouve donc que la longueur de cette onde est de |\small \text {8 cm}| pour un cycle. 

Plus les longueurs d'onde sont petites, plus les rayons sont énergétiques. Par exemple, les rayons X ont une faible longueur d'onde. Toutefois, elles dégagent une grande quantité d'énergie.

On peut comparer la fréquence d'une onde à la quantité de personnes qui circulent en un point donné d'une rue pendant une journée. Si on recense 150 personnes ayant franchi ce point précis, on peut dire que la fréquence de circulation est de 150 personnes par jour à cet endroit.

Pour mesurer la fréquence d'une onde, on dénombre le nombre de cycles qui se forment en un point donné pendant une certaine période de temps. On effectue habituellement cette mesure pour une durée d'une seconde. Les scientifiques ont donc établi une nouvelle unité de mesure correspond à la quantité de cycle par seconde, soit le hertz |\small \text {(Hz)}|.

La longueur d'onde et la fréquence sont intimement liées. Plus courte est la longueur d'onde, plus il y a de cycles par unité de temps, donc plus la fréquence est grande.

Dans le cas d'une onde sonore, la fréquence de l'onde influence la tonalité du son. En effet, plus la fréquence est élevée, plus le son entendu sera aigu. À l'inverse, une basse fréquence représente un son grave.

L'amplitude dépend de l'énergie transmise par l'onde. Plus la quantité d'énergie transportée par une onde est importante, plus l'amplitude est grande. Dans le cas d'une onde transversale, l'amplitude correspond à la hauteur maximale de la crête ou de la profondeur du creux par rapport à la position d'équilibre située au milieu de l'onde. Pour une onde longitudinale, l'amplitude est plus difficile à mesurer puisqu'elle est fonction de la densité des zones de compression. Plus les zones de compression comprennent de cycles, plus l'amplitude est grande.

Tout comme la longueur d'onde, on mesure l'amplitude en unités dérivées du mètre étant donné qu'il s'agit d'une distance. 
L’intensité du son est fonction de l’amplitude des vibrations produites par la source sonore. L'amplitude sonore est donc une mesure de la puissance d'un son. Lorsque l’amplitude de la vibration est trop petite pour produire une intensité assez grande, l'utilisation d'une caisse de résonance permet d'amplifier le son en augmentant la surface d’air en mouvement.

On peut dire que la période est le temps dont une onde a besoin pour parcourir la distance d'une longueur d'onde. Puisqu'il s'agit d'un temps, on mesure généralement la période en seconde.

Afin de calculer la période, on peut simplement chronométrer le temps que met une onde à parcourir la distance qui sépare deux points identiques successifs. On peut aussi diviser le temps total que prend l'onde pour parcourir cette distance par le nombre de cycles effectués. Par exemple, si deux cycles de l'onde prennent |\small \text {10 s}| à parcourir une distance précise, on peut dire que la période d'un cycle est de |\small \text {5 s}|.

Il est possible de déterminer mathématiquement la vitesse d'une onde si la fréquence et la longueur d'onde sont connues.