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réflection multiples en phase
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pas de propagation : fixe noeuds/ventres aux extremités
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Solution générale : (méthode de la séparation des variables)
- \(\xi(x,t)=\sum A_{m}\sin(k_{m}x)\cos(\omega_{m}t)\) (+decalage)
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pulsation de l'onde : \(\omega=kv=2\pi f\)
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Battement (beat) : 2 ondes de fréquences différentes (mais proche)
- \(\xi=\xi_{A}+\xi_{B}=2A\cos\left( \frac{{\omega_{A}+\omega_{B}}}{2}(t-r) \right)\cos( \frac{{\omega_{A}-\omega_{B}}}{2}(t-r))\)
- → onde de fréquence moyenne dont l'amplitude varie selon :
- fréquence de l'enveloppe : \(\frac{|f_{1}-f_{2}|}{2}\) → \(|f_{1}-f_{2}|\) (on entends pareil + et -)
Mode propre \(m\)¶
(\(m\) ventres d'ondes, \(m+1\) noeuds)
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Résonance : excitation d'un mode propre par une onde externe de meme fréquence
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fréquence propre \(f_{m}=\frac{mv}{2L}\), longueur d'onde propre \(\lambda_{m}\);
- … fondamentale : \(m=1\)
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CL double \(k_{m}=\frac{m\pi}{L}\) ; CL mixe \(k_{m}=\frac{(2m-1)\pi}{2L}\)
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sous-modes par dimension \(m_{x},m_{y}\)
Applications¶
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refléter avec des conducteurs : \(E=0\) (ondes électro-magnétiques)
- \(E_{y}(x,t)=-2E_{y_{0}}\sin(kx)\cos(\omega t)\)
- \(B_{z}(x,t)=2B_{z0}\cos(kx)\sin(\omega t)\)
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corde fixée aux extrémités (Ondes mécaniques > Ondes mécaniques classiques):
- \(y=0\) (extrémitée libre : \(F_{y}=0\))
- \(y(x,t)=2A\sin(kx)\cos(\omega t)\)
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Ondes mécaniques > Ondes acoustiques
- Tubes fermés : molécules au bout sont fixes→ \(u,\xi = 0\) vitesse et déplacement nul
- Tubes ouverts : \(p=0\) pression est égale a la pression atmosphérique