Onde et Fréquence

Raymond Poincaré (860-1934), physicien et mathématicien français de renom, a contribué de manière significative à la compréhension des ondes et des fréquences car ce sont ses travaux et ses écrits qui permettent de distinguer clairement ces deux concepts.

Onde

Une onde, selon Poincaré, peut être perçue comme une propagation vibratoire dans un milieu ou dans l’espace. Il souligne que la nature oscillatoire des ondes, caractérisée par des variations périodiques dans le temps et l’espace.

• Dans « La Théorie de Maxwell et les Oscillations Hertziennes » (1894), Poincaré écrit que : « Les expériences de Hertz nous ont appris que les perturbations électromagnétiques se propagent dans l’air avec la vitesse de la lumière. Ces perturbations, prévues par la théorie de Maxwell, sont de véritables ondes électromagnétiques. ».

• Dans « La Valeur de la Science » (1905), il utilise l’analogie des ondes à la surface de l’eau pour illustrer la propagation des ondes lumineuses.

Fréquence

La fréquence, quant à elle, est une mesure du nombre d’oscillations ou de cycles qu’une onde effectue par unité de temps. Poincaré met en évidence le lien étroit entre la fréquence et la période d’une onde, la période étant la durée d’un cycle complet.

• Dans « Électricité et Optique » (1901), Poincaré discute de la relation entre la fréquence d’une onde électromagnétique et son énergie.

• Dans « Science et Méthode » (1908), il explique comment la fréquence d’une onde sonore détermine la hauteur du son perçu.

Vibration

La notion de vibration, bien que non explicitement définie par Poincaré, est intrinsèquement liée à celle d’onde. Un de ses contemporains, le physicien britannique Lord Rayleigh, dans son ouvrage « Theory of Sound » (1877), définit la vibration comme le mouvement oscillatoire d’un corps ou d’un système autour d’une position d’équilibre. Ainsi, la vibration est à l’origine de la création d’une onde qui se propage ensuite.

En synthèse :

• La vibration est le mouvement oscillatoire à l’origine de la création de l’onde

• L’onde est le phénomène qui propage cette vibration.

• La fréquence est le nombre d’oscillations de cette onde par unité de temps.

Il est important de préciser que les travaux de Maxwell et de Poincaré ont porté sur les ondes électromagnétiques dites longitudinales et non sur les ondes de torsion se propageant de manière hélicoïdale.

Sources:

• Poincaré, H. (1894). Les oscillations électriques. Paris: G. Carré.

• Poincaré, H. (1901). Électricité et optique: La lumière et les théories électrodynamiques (2nd ed.). Paris: G. Carré et C. Naud.

• Poincaré, H. (1905). La valeur de la science. Paris: Flammarion

• Poincaré, H. (1908). Science et méthode. Paris: Flammarion.

• Rayleigh, J.W.S. (1877). The Theory of Sound (Vol. 1). London: Macmillan and Co.