- 1. L’onde comme ébranlement d’un milieu
- 2. Caractéristiques générales d’une onde
- 3. Le principe de superposition
- 4. Les interférences
- 5. Décomposition en ondes périodiques
- 6. Les paquets d’ondes
- 7. Diffraction
- 8. Réflexion
- 9. Réfraction
- 10. Ondes solitaires – mascarets et tsunamis
- 11. Polarisation des ondes
- 12. Physique quantique
- 13. Ondes gravitationnelles
- 14. Bibiographie
ONDES, physique
Le principe de superposition
Dans cette description, le principe de superposition énoncé par Huygens est une conséquence du caractère linéaire de l’équation d’onde : si deux ondes Ψ et Ψ2 sont solutions de l’équation, leur somme Ψ + Ψ2 l’est aussi. Si chacune de ces ondes n’occupait initialement que des zones distinctes et que leur mouvement relatif les amène dans une portion d’espace commune, les deux ondes perdent leur individualité pour se fondre en une seule onde pendant le temps de leur rencontre, et éventuellement se séparer ensuite en plusieurs ondes visibles dans des portions séparées. Dénombrer les ondes est donc un exercice ardu et finalement peu pertinent : on peut à juste titre considérer que les deux ondes initiales formaient déjà une onde unique dont la fonction d’onde était non nulle dans deux portions d’espace séparées.
L’onde résultant de la superposition de deux ondes peut avoir des caractéristiques très différentes de celles de chacune d’entre elles. Ainsi, deux ondes de même fréquence se propageant dans des directions différentes peuvent donner naissance à une onde dite stationnaire, car elle semble ne pas se propager. En certains points – appelés nœuds – l’amplitude de l’onde s’annule tandis qu’ailleurs on observe une vibration plus ou moins intense. Les cordes et les tables d’harmonie des instruments de musique, les fibres et les cavités optiques sont des lieux d’apparition des ondes stationnaires sonores ou électromagnétiques.
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Écrit par
- Bernard PIRE : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau
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