13.6. Ondes
superposent. Si l’onde incidente est entretenue, le milieu se remplit rapidement
d’ondes incidentes et réfléchies, qui, par superposition, forment un système d’ondes
stationnaires.
Remarque
Les ondes stationnaires sont très courantes dans la vie de tous les jours. On les
rencontre par exemple dans les instruments de musique (corde de violon, instrument
à vent, voix...). Paradoxalement, elles ne se déplacent pas, contrairement à une onde
simple.
Nœud et ventre d’amplitude
Lorsque la superposition des ondes incidentes et réfléchies se fait de façon à s’additionner, on a un ventre d’amplitude. Lorsque la résultante est nulle, on a un nœud
d’amplitude.
Soit une onde sinusoïdale se propageant dans l’air et se réfléchissant sur un mur. Les
particules d’air ne peuvent pas se déplacer au voisinage du mur rigide, ce qui impose
que l’on ait une vitesse et un déplacement d’air nuls à cet endroit : au niveau du mur,
l’onde incidente et l’onde réfléchie s’additionnent pour donner une résultante nulle (un
nœud). Il en est de même pour tous les points situés à une distance multiple de l/2
du mur. En ces points (nœuds) les particules d’air sont immobiles. Au contraire, à une
distance multiple impaire de l/4 du mur, la résultante est maximale et les particules se
déplacent avec une vitesse maximale (ventres). Les particules aux points intermédiaires
se déplacent avec une vitesse intermédiaire. Si on injecte continuellement une onde
sinusoïdale entre deux murs, celle-ci va se réfléchir alternativement sur chacun des murs
et chaque tranche d’air va être soumise à un nombre d’ondes qui croît dans le temps. La
figure 13.10 présente un tel système d’ondes stationnaires.
λ
Figure 13.10 Système d’ondes stationnaires
Système d’ondes stationnaires entre deux murs. L’air est immobile aux nœuds.
13.6.3 Résonance
Si la distance entre les deux murs est d = l/2, on a un nœud de vitesse sur chaque
mur et un ventre au milieu. Comme on injecte continuellement de l’énergie (de l’air),
©
Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
285
“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 285 — #295
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superposent. Si l’onde incidente est entretenue, le milieu se remplit rapidement
d’ondes incidentes et réfléchies, qui, par superposition, forment un système d’ondes
stationnaires.
Remarque
Les ondes stationnaires sont très courantes dans la vie de tous les jours. On les
rencontre par exemple dans les instruments de musique (corde de violon, instrument
à vent, voix...). Paradoxalement, elles ne se déplacent pas, contrairement à une onde
simple.
Nœud et ventre d’amplitude
Lorsque la superposition des ondes incidentes et réfléchies se fait de façon à s’additionner, on a un ventre d’amplitude. Lorsque la résultante est nulle, on a un nœud
d’amplitude.
Soit une onde sinusoïdale se propageant dans l’air et se réfléchissant sur un mur. Les
particules d’air ne peuvent pas se déplacer au voisinage du mur rigide, ce qui impose
que l’on ait une vitesse et un déplacement d’air nuls à cet endroit : au niveau du mur,
l’onde incidente et l’onde réfléchie s’additionnent pour donner une résultante nulle (un
nœud). Il en est de même pour tous les points situés à une distance multiple de l/2
du mur. En ces points (nœuds) les particules d’air sont immobiles. Au contraire, à une
distance multiple impaire de l/4 du mur, la résultante est maximale et les particules se
déplacent avec une vitesse maximale (ventres). Les particules aux points intermédiaires
se déplacent avec une vitesse intermédiaire. Si on injecte continuellement une onde
sinusoïdale entre deux murs, celle-ci va se réfléchir alternativement sur chacun des murs
et chaque tranche d’air va être soumise à un nombre d’ondes qui croît dans le temps. La
figure 13.10 présente un tel système d’ondes stationnaires.
λ
Figure 13.10 Système d’ondes stationnaires
Système d’ondes stationnaires entre deux murs. L’air est immobile aux nœuds.
13.6.3 Résonance
Si la distance entre les deux murs est d = l/2, on a un nœud de vitesse sur chaque
mur et un ventre au milieu. Comme on injecte continuellement de l’énergie (de l’air),
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Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
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