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Tout corps de température supérieure à -270 °C émet un rayonnement et perd de ce fait une certaine quantité d’énergie ; s’il n’en reçoit pas en retour, un corps se refroidira donc de manière constante et progressive. Sa température à un moment donné est donc déterminée par ce que l’on appelle le « bilan radiatif », soit la différence entre l’énergie qu’il émet et celle qu’il reçoit. Ainsi, la vie sur Terre n’est possible que parce que le soleil – pourtant distant de 150 millions de kilomètres de notre planète – lui fournit en continu de l’énergie sous forme de rayonnement, compensant ainsi l’énergie perdue, elle aussi par rayonnement.
Pour expliquer simplement tout cela, imaginons que vous vous promenez dans votre jardin et que vous tombez sur un tuyau d’arrosage traînant par terre. Joueur, vous saisissez l’extrémité du tuyau et le secouez de haut en bas. Si tout se passe normalement, vous devriez voir s’éloigner de vous une sorte de vague portée par le tuyau : c’est une onde, laquelle transmet le long du tuyau l’énergie fournie par votre main. Si vous répétez le mouvement plusieurs fois, c’est non pas une seule, mais un train d’ondes que vous verrez s’éloigner, et cela alors même que ni le tuyau ni aucune de ses parties ne se sera déplacé dans cette même direction.
Ainsi, une onde à ceci de particulier qu’elle se déplace dans un milieu qui lui-même reste immobile. De nombreux types d’ondes se propagent ainsi dans différents milieux. C’est le cas par exemple des vagues de l’océan, qui lorsqu’elles vous atteignent vous soulèvent et vous redéposent, mais sans vous déplacer (à moins d’être pris dans le rouleau qui s’écroule sur la plage). C’est le cas également des ondes sonores qui ont besoin de l’air, de l’eau ou d’un autre support pour se déplacer ; ainsi lorsque quelqu’un vous parle, même fort et de très près, vous l’entendez sans pour autant avoir du vent dans les oreilles (ou alors il est vraiment très très fâché !).
Certaines ondes enfin, n’ont besoin d’aucun support pour se propager ; elles se déplacent dans le vide… Le rayonnement solaire est de ce type-là !
Caractéristiques d’une onde
Une onde a toujours pour origine un mouvement – donc de l’énergie – qu’il s’agisse d’atomes, de vos cordes vocales ou du vent sur la mer. C’est cette énergie qui est transmise par l’onde à travers un milieu (ou le vide).