Différence entre les ondes stationnaires et progressives

Table des matières:

Différence principale - Ondes stationnaires vs. progressives
Que sont les ondes progressives (ondes mobiles)
Que sont les ondes stationnaires (ondes stationnaires)
Différence entre les ondes stationnaires et progressives

Différence principale - Ondes stationnaires vs. progressives

L'oscillation des particules dans une onde contient de l'énergie. Selon ce qu'il advient de l'énergie d'une onde, on peut classer les ondes en ondes stationnaires (ondes stationnaires) et en ondes progressives (ondes progressives). Les différence principale entre les ondes stationnaires et progressives est que les ondes progressives transfèrent l'énergie d'un endroit à un autre tandis que les ondes stationnaires ne transfèrent pas d'énergie d'un endroit à un autre.

Que sont les ondes progressives (ondes mobiles)

Les ondes progressives transfèrent l'énergie d'un endroit à un autre, sans transférer la matière. Dans les ondes mécaniques progressives, une molécule oscillante transfère une partie de son énergie à la molécule suivante, puis cette molécule commence également à osciller. Cette molécule transfère maintenant de l'énergie à la molécule suivante, … et ainsi de suite l'énergie est transférée le long de l'onde. Dans le cas des ondes électromagnétiques, les modifications des champs électriques et magnétiques transportent l'énergie de l'onde.

Les la lumière venant du Soleil est un exemple d'une vague progressive. Les oscillations des champs électriques et magnétiques amènent l'énergie du Soleil à la Terre. Dans une onde progressive, deux points voisins ne sont jamais en phase l'un avec l'autre. Supposons qu'un point A le long de l'onde soit à une phase spécifique. Si A a un point voisin B et si l'onde se propage dans la direction de A vers B, alors le point B acquiert la phase de A un instant après A. Pendant que cela se produit, A change également de phase, de sorte que A et B ne seront jamais en phase l'un avec l'autre. Par conséquent, si A acquiert son « amplitude » (c'est-à-dire son déplacement maximum par rapport à l'équilibre) à un instant donné, B acquiert son amplitude un instant plus tard, mais à ce moment-là A n'est plus à la valeur d'amplitude.

Que sont les ondes stationnaires (ondes stationnaires)

Les ondes stationnaires ne transfèrent pas d'énergie d'un endroit à un autre. Au lieu de cela, ils « stockent » leur énergie en un seul endroit. Les ondes stationnaires se forment lorsque deux ondes progressives de même fréquence et d'amplitudes similaires, se déplaçant dans des directions opposées, interfèrent l'une avec l'autre. Si vous regardez une onde stationnaire, il semblerait qu'elle soit faite de « boucles ». Les « milieux » de ces boucles sont appelés ventre et les "bords" de ces boucles sont appelés nœuds, comme indiqué ci-dessous:

Ondes stationnaires: nœuds et ventres

Des nœuds se forment aux endroits où les deux ondes progressives interfèrent antiphase. Des ventres se forment aux endroits où les deux ondes progressives interfèrent en phase. Notez que ce type de modèle stable ne se forme qu'à des fréquences spécifiques, appelées fréquences harmoniques. À d'autres fréquences, la relation de phase entre les deux ondes progressives en tout point n'est pas constante, et vous ne pourriez donc pas voir un schéma clair et stable. Cette vidéo suivante offre une excellente démonstration, montrant comment une onde stationnaire se forme sur une corde vibrante.

Dans les ondes stationnaires, chaque point « dans une boucle » (c'est-à-dire entre deux nœuds successifs) est en phase. Cela signifie que toutes les oscillations atteignent l'amplitude simultanément. Cependant, deux points voisins le long d'une onde stationnaire n'ont pas la même amplitude. Un point à un ventre a l'amplitude maximale tandis qu'un point à un nœud a une amplitude de 0. Les points de deux « boucles voisines » dans une onde stationnaire sont en opposition de phase les uns avec les autres. La distance entre deux nœuds successifs (ou deux ventres successifs) dans une onde stationnaire est égale à la moitié de la longueur d'onde.

Ondes produites par les cordes de guitare sont des ondes stationnaires. Lorsque vous pincez une corde, vous créez une onde progressive qui se déplace le long de la corde et se reflète à la fin de la corde. L'onde d'origine interfère avec l'onde réfléchie et forme une onde stationnaire. Les flûtes et autres instruments à vent produisent également des ondes stationnaires. Ces ondes stationnaires sont produites par l'oscillation des molécules d'air dans les colonnes d'air de ces instruments.