Qu'est-ce qu'une onde transversale?
Une onde transversale est une onde dont les oscillations se produisent dans une direction perpendiculaire à la direction de déplacement. Les ondes longitudinales oscillent dans le même sens que la propagation de l’onde. Les oscillations d'une onde transversale peuvent être composées de matière ou d'énergie. L'onde produite en remuant une chaîne utilise la matière pour se propager. Une onde électromagnétique (EM) est une onde transversale pouvant utiliser un espace vide en tant que milieu.
Ces ondes peuvent être contrastées avec des ondes longitudinales, qui oscillent dans la direction du mouvement des vagues. Un bon exemple d’une onde longitudinale est l’onde produite dans un Slinky® quand on pousse une extrémité vers l’autre. Lorsque cela se produit, l'élan d'une partie du Slinky® est transféré le long du Slinky® via des collisions. Bien qu’il soit plus difficile d’imaginer, les ondes sonores fonctionnent également de la même manière. Comme avec le Slinky®, ils dépendent du transfert longitudinal de la quantité de mouvement lors de collisions de matière.
En fait, seules les ondes longitudinales peuvent se propager dans un milieu gazeux. Les particules contenues dans les gaz entrent en collision de la même manière que les objets solides plus volumineux. Lorsque cela se produit avec plusieurs particules simultanément, une onde de pression est créée. Les ondes de pression sont des ondes longitudinales qui se déplacent rapidement dans un milieu dans toutes les directions. Au niveau moléculaire, cependant, elles ne sont rien d’autre que des particules en collision.
Une onde transversale peut également être produite avec de la matière. Lorsque la fin d'une chaîne est déplacée d'un côté à l'autre, ce mouvement est acheminé vers l'autre extrémité de la chaîne. En effet, chaque segment de chaîne est connecté fermement au segment suivant. Essentiellement, la vague se propage parce que des morceaux de ficelle sont tirés latéralement par des morceaux voisins.
Le même effet peut être créé dans un plan d'eau, tel qu'un étang. Quand une goutte d'eau tombe à la surface de l'étang, elle pousse de l'eau vers le bas. Ce mouvement à la baisse influe sur les volumes d'eau adjacents en raison de la contrainte de cisaillement. Il en résulte une contrainte de cisaillement lorsqu'un liquide se déplace à différentes vitesses et à différents endroits.
Une onde EM est aussi une onde transversale. Les ondes électromagnétiques ont une composante électrique et une composante magnétique perpendiculaires à la direction de propagation des ondes. Contrairement à beaucoup d'autres types d'ondes, les ondes électromagnétiques ne nécessitent aucune présence pour la propagation. Les ondes électromagnétiques se déplacent à la vitesse de la lumière et transportent une quantité d'énergie proportionnelle à leur fréquence. La fréquence d'une onde se rapporte au nombre d'oscillations qu'elle complète chaque seconde.