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La fréquence, aussi appelée fréquence d’onde, est la mesure du nombre total d’oscillations d’un phénomène périodique par unité de temps. Selon les données que vous avez, il y a différentes façons de calculer une fréquence.
Étapes
Faisons connaissance avec la formule de calcul. La formule de calcul de la fréquence, connaissant la longueur d’onde et la vitesse de l’onde, est la suivante : f = V/ λ- Dans cette formule, f représente la fréquence, V représente la vitesse de l’onde et λ représente la longueur d’onde de l’onde.
- Exemple : prenons le cas d’une onde sonore traversant l’air et ayant une longueur d’onde de 322 nm sachant que la vitesse du son est de 320 m/s. Quelle est la fréquence de cette onde ?
Convertissez la longueur d’onde en mètres, si nécessaire. Si la longueur d’onde est donnée en nanomètres, il faudra la convertir en mètres en la multipliant par 1/109, soit 10-9.- Nota bene : quand on travaille avec de très petits ou au contraire, de très grands nombres, il est plus commode d’utiliser la notation scientifique. Ici, nous utiliserons les deux notations, mais lorsque vous ferez des devoirs ou des travaux notés, il est préférable d’adopter la notation scientifique.
- Exemple : λ = 322 nm
- 322 nm x (1 m/ 109 nm) = 3,22 x 10-7 m = 0,000000322 m
Divisez la vitesse par la longueur d’onde. Divisez la vitesse de l’onde, V, par la longueur d’onde convertie en mètres, λ, afin de trouver la fréquence, f.- Exemple : f = V / λ = 320 / 0,000000322 = 993 788 819,88 = 9,94 x 108
Inscrivez votre résultat. Vous avez maintenant votre fréquence. Libellez votre réponse en hertz, Hz, l’unité de fréquence.- Exemple : la fréquence de cette onde est de : 9,94 x 108 Hz.
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Méthode 2
Méthode 2 sur 4:
La fréquence des ondes électromagnétiques dans le vide
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Faisons connaissance avec la formule de calcul. La formule de calcul de la fréquence d’une onde dans le vide est à peu près identique à celle dans un milieu autre. Ces ondes, parce qu’elles sont chargées, sont sensibles au milieu qu’elles traversent, mais, dans le vide, leur vitesse est inchangée. La formule de calcul est donc la suivante : f = C / λ- Dans cette formule, f représente la fréquence, C représente la vitesse de la lumière et λ représente la longueur d’onde de l’onde.
- Exemple : soit une onde électromagnétique d’une longueur d’onde de 573 nm dans le vide. Quelle est la fréquence de cette onde ?
Convertissez la longueur d’onde en mètres, si nécessaire. Si l'on vous donne la longueur d’onde en mètres, il n’y a rien à faire. Si, en revanche, elle vous est donnée en nanomètres, il faudra la convertir en mètres en la multipliant par 1/109, soit 10-9.- Nota bene : quand on travaille avec de très petits ou au contraire, de très grands nombres, il est plus commode d’utiliser la notation scientifique. Ici, nous utiliserons les deux notations, mais lorsque vous ferez des devoirs ou des travaux notés, il est préférable d’adopter la notation scientifique.
- Exemple : λ = 573 nm
- 573 nm x (1 m/ 109 nm) = 5,73 x 10-7 m = 0,000000573
Divisez la vitesse de la lumière par la longueur d’onde [1]. La vitesse de la lumière est une constante et si on ne vous la donne pas, vous devez savoir qu’elle vaut toujours 3,00 x 108 m/s. Divisez cette valeur par la longueur d’onde convertie en mètres.- Exemple : f = C / λ = 3,00 x 108 / 5,73 x 10-7 = 5,24 x 1014
Inscrivez votre résultat. Vous avez maintenant votre fréquence. Libellez votre réponse en hertz, Hz, l’unité de fréquence.- Exemple : la fréquence de cette onde est de : 5,24 x 1014 Hz.
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Faisons connaissance avec la formule de calcul. La fréquence et la période (temps mis pour faire une oscillation) sont inversement proportionnelles. Dès lors, la formule de calcul est la suivante : f = 1 /T.- Dans cette formule, f représente la fréquence et T représente la période de l’onde.
- Exemple A : une certaine onde effectue une seule oscillation en 0,32 seconde. Quelle est la fréquence de cette onde ?
- Exemple B : en l’espace de 0,57 seconde, une certaine onde effectue 15 oscillations. Quelle est la fréquence de cette onde ?
Divisez le nombre d’oscillations par la période. Normalement, on donne la période et dans ce cas, on divise donc 1 par la période pour avoir la fréquence. Si on vous donnait la période pour un nombre donné d’oscillations, il faudrait diviser le nombre d’oscillations par la période pour obtenir la fréquence.- Exemple A : f = 1 /T = 1 / 0,32 = 3,125
- Exemple B : f = 1 /T = 15 / 0,57 = 26,316
Inscrivez votre résultat. Vous avez maintenant votre fréquence. Libellez votre réponse en hertz, Hz, l’unité de fréquence.- Exemple A : la fréquence de cette onde est de 3,125 Hz.
- Exemple B : la fréquence de cette onde est de 26,316 Hz.
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Faisons connaissance avec la formule de calcul. Si on vous la fréquence angulaire (qu’on appelle plutôt la vitesse angulaire) d’une onde, mais pas la fréquence classique, la formule de calcul est la suivante : f = ω / (2π) [2].- Dans cette formule, f représente la fréquence de l’onde et ω représente la fréquence angulaire. Comme il est établi depuis longtemps, π est « pi », la célèbre constante mathématique.
- Exemple : soit une onde qui tourne à une fréquence angulaire de 7,17 radians par seconde. Quelle est la fréquence de cette onde ?
Multipliez « pi » par deux. Pour connaitre le dénominateur, il faut multiplier « pi » (= 3,14) par 2.- Exemple : 2 x π = 2 x 3,14 = 6,28
Divisez la fréquence angulaire par 2 « pi ». Divisez la fréquence angulaire de l’onde, en radians par seconde, par 6,28, le double de « pi ».- Exemple : f = ω / (2π) = 7,17 /(2 x 3,14) = 7,17 / 6,28 = 1,14
Inscrivez votre résultat. Vous avez maintenant votre fréquence. Libellez votre réponse en hertz, Hz, l’unité de fréquence.- Exemple : la fréquence de cette onde est de 1,14 Hz.
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Éléments nécessaires
- Une calculatrice
- Un stylo
- Du papier
Références
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