Ondes sur une corde
La fréquence multipliée par la longueur d'onde donne la célérité ; ajoute une deuxième onde pour voir la superposition et les ondes stationnaires.
Mesures
Ce qui se passe
Une onde progressive se déplace à v = fλ. Quand deux ondes identiques se propagent en sens opposés, elles se superposent : leurs déplacements s'additionnent simplement.
On obtient une onde stationnaire : des points appelés nœuds ne bougent jamais, tandis que les ventres oscillent avec une amplitude double. Ici, la corde elle-même est le graphique : le déplacement en fonction de la position, animé dans le temps.
- Relation de l'ondev = fλ
- Onde progressivey = A sin(kx − ωt)
Au programme
- Collège et secondesignaux et ondes
- Lycée physique-chimieondes progressives périodiques, superposition et ondes stationnaires
Défi
Prédis d'abord : avec deux ondes, combien de nœuds tiennent sur la corde si la longueur d'onde est divisée par deux ? Compte-les avant et après.
Diviser la longueur d'onde par deux double le nombre de nœuds, car il y a un nœud toutes les demi-longueurs d'onde le long de la corde.
Apprends-le pour de bon
Des leçons de GCSE Combined and Separate Science sur ce sujet : des étapes détaillées, puis des questions type examen avec de nouveaux nombres à chaque fois. Les leçons sont en anglais.
- Transverse and longitudinal wavesWaves and the electromagnetic spectrumGratuit
- Wave speed and measuring wavesWaves and the electromagnetic spectrumGratuit
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Questions fréquentes
Comment calculer la célérité d'une onde ?
Elle vaut la fréquence multipliée par la longueur d'onde, v = fλ. Une onde de 2 Hz et de 1,5 m de longueur d'onde avance à 3 m/s.
Qu'est-ce qu'une onde stationnaire ?
Deux ondes identiques qui se propagent en sens opposés s'additionnent en une figure qui ne se déplace pas. Les nœuds restent immobiles et les ventres oscillent avec une amplitude double.
Quelle distance sépare deux nœuds ?
Une demi-longueur d'onde. Diviser la longueur d'onde par deux double donc le nombre de nœuds.
Comment trouver la longueur d'onde avec la célérité et la fréquence ?
On isole λ dans v = fλ : λ = v/f. Un son à 340 m/s de fréquence 512 Hz a λ = 340 / 512 = 0,664 m, et dans une onde stationnaire ses nœuds seraient à 0,332 m l'un de l'autre. Choisis Longueur d'onde ou Distance entre nœuds dans Calculer pour voir chaque étape.