Rudiments d'acoustique/Interférences
Soient deux sources sonores S1 et S2, qui émettent des ondes de même fréquence. Considérons un point M, situé à la distance r1 de S1 et à la distance r2 de S2.
Selon la différence entre r1 et r2 , les deux ondes sont plus ou moins déphasées au point M.
On dit qu’il y a interférence entre les deux ondes.
L’onde résultante est la somme de ces deux ondes. Si celles-ci sont en phase, on dit qu’il y a interférence constructive et la vibration est alors importante. Si celles-ci sont en opposition de phase, on dit qu’il y a interférence destructive et les ondes se neutralisent.
On montre que :
Les ondes sont en phase si la différence r1 – r2 est un multiple pair de la demi-longueur d’onde.
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Les ondes sont en opposition de phase si la différence r1 – r2 est un multiple impair de la demi-longueur d’onde.
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On peut entendre des interférences en écoutant un diapason. En déplaçant le diapason par rapport à notre oreille, on entendra celui-ci plus ou moins fort.
On peut aussi entendre des interférences en mettant un haut-parleur près d’un mur. Le son se réfléchit sur le mur et peut atténuer ou renforcer certaines fréquences du son direct.
Ondes stationnaires
[modifier | modifier le wikicode]Les ondes stationnaires se produisent lorsqu'une onde sinusoïdale est émise dans un milieu clos. Un son pur par exemple est émis d’un haut-parleur, traverse la pièce, se réfléchit sur le mur et revient. L’onde directe s’ajoute ainsi à l’onde réfléchie. Les points où l’onde directe est en phase avec l’onde réfléchie sont appelés « ventre de vibration ». Les points où l’onde directe est en opposition de phase avec l’onde réfléchie sont appelés « nœud de vibration ». Les nœuds et les ventres étant en des points fixes, l’onde paraît ne pas se propager. On dit qu’elle est stationnaire. Dans ce cas, il n’y a pas de propagation du front d’onde.
On peut modéliser ce phénomène en faisant vibrer une corde accrochée à un mur.
On obtient des ondes stationnaires lorsque la fréquence du son est égale à une fréquence de vibration « naturelle » du système (corde, salle…). Par exemple si la distance au mur est égale à un nombre entier de demi-longueurs d’onde. (voir dessin ci-dessus à droite). Les fréquences provoquant des ondes stationnaires sont appelées fréquences propres du système.
Ce principe est utilisé dans les instruments de musique pour produire des sons agréables ayant des fréquences précises.