Oscillations et ondes

Oscillateur simple

Oscillateur harmonique : équation du mouvement, fréquence, pulsation angulaire et période.

Pendule réel et sa longueur équivalente.

Comportement au voisinage d’un équilibre instable.

Décroissance exponentielle d’oscillations amorties ; résonance d’oscillateurs sinusoïdaux forcés : amplitude et déphasage d’oscillations en régime permanent.

Oscillations libres dans un circuit LC ; analogie électrique/mécanique.

Oscillateurs couplés

Oscillateurs harmoniques couplés à plusieurs degrés de liberté : équation du mouvement, fréquences propres, modes propres, interprétation physique des fréquences nulles, oscillations libres comme la superposition de modes propres.

Ondes

Propagation d’ondes harmoniques : expression de la phase comme une fonction linéaire de la position et du temps ; longueur d’onde ; ondes transverses et longitudinales ; effet Doppler classique.

Lois de Snell – Descartes.

Onde sonore : vitesse en fonction de la pression (module d’Young) et de la densité volumique, cône de Mach.

Interférences et diffraction

Superposition des ondes : cohérence, battements, ondes stationnaires, interférences dans le cas des films minces (conditions pour des maxima et des minima d’intensité seulement).

Diffraction par une ou deux fentes, réseau de diffraction, loi de Bragg.

Optique géométrique et photométrie

Approximation de l’optique géométrique : rayons et images optiques ; cône d’ombre et de pénombre. Approximations des lentilles minces convergentes et divergentes ; construction d’images créées par des lentilles minces idéales ; formules de conjugaison (dont celles de Newton avec origines aux foyers).

Éclairement ; intensité lumineuse.

Appareils optiques

Télescope et Microscopes : grossissement et pouvoir de résolution ; réseau de diffraction.