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ondes stationnaires
onde stationnaire comme interférence de deux ondes de même fréquence, à l'effet contraire.

A 'onde stationnaire Il est une perturbation périodique d'un support matériel, dont les oscillations sont limitées dans espace: Dans la pratique, il n'y a pas de propagation le long d'une certaine direction dans l'espace, mais seulement une oscillation au fil du temps. Il est donc que le mouvement de profil d'ondes stationnaires, se balancer « haut en bas » dans certains endroits. Les points où l'onde atteint l'amplitude maximale sont appelés ventres (ou ventres), Les points qui restent à la place fixe (lorsque l'onde est toujours nulle) sont appelés noeuds.[1]

définition

tous les 'équation d'onde unidimensionnelle doit être fourni des conditions aux limites appropriées, qui limitent la mouvement. si est l'espace de propagation de l'onde, l'équation devient:

à laquelle nous imposons les conditions aux limites: . La solution la plus générale est de la forme:

L'onde stationnaire peut être vu, en fonction de la seconde formule de Werner, comme 'interférence entre deux ondes sinusoïdales de même contraire fréquence et amplitude divisée par deux, comme cela est illustré sur la figure:

Une caractéristique des ondes stationnaires est que pas de transport à leur est pas associée énergie, en conséquence du fait que la vague ne se propage pas dans l'espace.

illustration pratique du concept

ondes stationnaires
ondes stationnaires dans une chaîne

Un exemple d'une onde stationnaire est d'une corde guitare, soit une corde fixée à ses deux extrémités et mis en vibration. Après une phase de transition, dans le chevauchement de corde vibrante, point par point, les deux « mouvements ». Il y a un certain simultanéité dans les événements, comme mentionné, ils se chevauchent. Le premier mouvement se produit en déplaçant vers le haut ou vers le bas de la corde (le long d'un axe perpendiculaire à la chaîne), par exemple par pincement comme dans le cas d'une guitare. Depuis la corde, élastique, tend à revenir à sa position initiale, ce déplacement dans toute la perpendiculaire se propage longueur du cordon, jusqu'à ce qu'il vienne à l'extrême. Le « deuxième mouvement », puis rebondit en arrière. Pendant ce temps, cependant, la chaîne a toujours le premier mouvement, par inertie; puis, le passage que « revenus » chevauche ce « arrive. » Que deux vagues égales se propagent le long de la corde dans des directions opposées. Chevauchement, ils peuvent produire des interférences destructrices, jusqu'à ce qu'il atteigne zéro, ou implicite, jusqu'à ce qu'il atteigne l'amplitude maximale d'oscillation.

Les deux ondes ont des caractéristiques (longueur d'onde, durée, ...) identiques. En raison de leur égalité et les extrémités de la corde fixe, ils se chevauchent d'une manière bien déterminée: alors les points où ils se neutralisent sont toujours les mêmes et de la même manière sont également mis en place ceux dans lesquels l'amplitude peut être maximale. La forme d'onde qui est obtenue, qui est, l'onde résultante, ne se propage pas vers l'une ou l'autre extrémité: il est obtenu par une onde stationnaire[1].

Un autre exemple est celui d'un godet (ou une baignoire) remplie d 'eau, où onde incidente réfléchie sur la surface verticale du bord, ce qui provoque une onde réfléchie: cela ne peut pas être distingué de cet incident, parce que (comme précédemment) sont superposées et ont en noeuds communs.

Les ondes stationnaires lumineux

en 1890 physicien allemand Otto Wiener Il a découvert expérimentalement que la lumière peut former des ondes stationnaires. À partir de l'expérience de 1888 de hertz, il parvient à communiquer sur un ventres lumineux très mince film photographique, placé entre une source lumineuse et un miroir métallique. Elle suppose alors que, dans le théorie électromagnétique évolution encore à ce moment-là, ils sont les ventres champ électromagnétique: champ électrique et champ magnétique, En fait, à la lumière d'une onde stationnaire sont demi-phase décalée longueur d'ondes l'un avec l'autre, en raison des comportements différents dans la réflexion[1].

Cette expérience est se retrouve donc en accord avec les résultats de Hertz et a ainsi montré que le rayonnement électromagnétique des circuits (dipôle de Hertz) Et la lumière ont les mêmes comportements (réfraction, réflexion, formation d'ondes stationnaires): la lumière est un un rayonnement électromagnétique.

L'onde électromagnétique stationnaire est d'une importance pratique particulière émissions de radio, parce que la rapport des ondes stationnaires Il est une mesure de impédance de découplage entre la ligne de transmission et son charge. Plus ce ratio diffère de 1 (valeur idéale), plus l'énergie fournie par l'émetteur est réfléchie en retour, au lieu de transmettre, avec la possibilité réelle de dommages irréparables à l'émetteur lui-même.

notes

  1. ^ à b c Enrico Perghem, L'étude de la lumière lorsqu'il est à l'arrêt; en (PDF) Gratuit: [1]. Magazine Linx, Pearson Pearson Bruno Mondadori. 18 septembre 2009.

bibliographie

  • (FR) David T. Blackstock, Principes fondamentaux de l'acoustique physique, Wiley-IEEE 2000 ISBN 0-471-31979-1.
  • (FR) M. B. Bauza, R.J Hocken, S.T Smith, Woody ,, s.c. Le développement d'une pointe de la sonde virtuelle avec application à rapport d'aspect élevé comprend micrométrique, Rev. Sci Instrum, 76 (9) 095112 2005.

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