Oscillations et ondes

Interférences des ondes mécaniques

La superposition d’ondes cohérentes crée des zones stables de renforcement et d’annulation ; pour deux sources en phase, la différence de marche détermine les franges.

Deux cailloux jetés simultanément dans l’eau produisent des rides circulaires qui se rencontrent. Crête avec crête renforce l’oscillation ; crête avec creux peut l’annuler.

Franges de maximum et de minimum

Les lieux de différence de marche constante sont des hyperboles dans un plan. Sur la médiatrice, $r_1=r_2$ : deux sources en phase produisent un maximum central. L’amplitude résultante varie avec la position ; l’énergie est redistribuée, non détruite aux nœuds.

Vérification rapide

Un motif stable exige des sources de même fréquence et de déphasage constant. Pour des amplitudes égales, l’amplitude résultante au maximum est doublée ; l’intensité étant proportionnelle au carré de l’amplitude, elle vaut quatre fois celle d’une source seule dans le modèle idéal. Au minimum, les oscillations en opposition de phase s’annulent.

Pour appliquer un modèle, précisez les grandeurs maintenues constantes et choisissez le référentiel adapté. Inscrire les unités à côté des valeurs numériques évite de confondre des grandeurs ou des mesures avec des prédictions. Après le calcul, vérifiez dimensions, signes et cas limites : le résultat doit respecter les hypothèses, par exemple petites oscillations, milieu uniforme ou frottement négligeable. Si la situation réelle s’en écarte, expliquez la différence plutôt que d’appliquer une formule mécaniquement.

Pour vérifier le sens physique d’une relation, considérons des cas particuliers : équilibre, déplacement maximal, période complète ou absence de mouvement relatif. Une grandeur s’annule ou atteint souvent un extrême, ce qui révèle les erreurs de signe et la confusion entre période et fréquence. Pour comparer des expériences, ne modifiez qu’une condition à la fois afin d’identifier la cause d’un changement.