Ondes stationnaires
Les ondes stationnaires se forment lorsque des ondes se réfléchissent et interfèrent dans un système contraint, comme une corde tendue. Le motif révèle la résonance et les modes de vibration autorisés.
Nœuds et ventres
Une onde stationnaire possède des nœuds, où le déplacement reste presque nul, et des ventres, où le mouvement est maximal. Ces points fixes proviennent des interférences constructives et destructives entre ondes se propageant en sens opposés.
Résonance sur une corde
Une corde entre en résonance lorsque la fréquence excitatrice correspond à l'une de ses fréquences propres. À la résonance, le motif d'onde devient stable et l'amplitude grandit bien davantage qu'en dehors de la résonance.
Explorer les harmoniques dans la simulation
Ajustez la fréquence, la tension ou la longueur de la corde et observez comment le nombre de boucles change. La simulation vous aide à relier harmoniques, longueur d'onde et vitesse de l'onde au motif visible de l'onde stationnaire.
Équation des ondes
La vitesse d'une onde est fixée par le milieu qu'elle traverse, comme la tension d'une corde ou l'air dans lequel elle se meut — pas par la rapidité avec laquelle vous agitez la source. Comme la vitesse reste fixe, chaque cycle émis doit tenir dans cette même vitesse, donc une oscillation plus rapide comprime les cycles en une longueur d'onde plus courte.
v = f · λ
- v — vitesse de l'onde (m/s): la rapidité avec laquelle le motif de l'onde traverse le milieu
- f — fréquence (Hz): combien de cycles d'onde passent en un point chaque seconde
- λ — longueur d'onde (m): la longueur d'un cycle complet d'onde
Une onde se propage le long d'une corde, complétant 5 cycles chaque seconde. Chaque cycle s'étale sur 2 mètres. Quelle est la vitesse de l'onde ?
- f = 5 Hz
- λ = 2 m
- v = f · λ
- v = 5 Hz × 2 m
v = 10 m/s