Questions

[invite12c9ec0b]

Bonsoir tout le monde,
Bientôt aura lieu mon examen de physique et j'ai beaucoup de questions sans réponse:
Tout d'abord, en ce qui concerne les superpositions d'ondes, je voudrais savoir si pour qu'il y ait des interférences entre des ondes il faut que ces ondes soient de même amplitude. Je sais qu'elles doivent être de même fréquence mais je ne sais pas si elles doivent être également de même amplitude.
Deuxièmement, dans le cas des ondes stationnaires, est-ce que la aussi celles-ci doivent être de même amplitude ou pas.
Merci
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[louloute/Qc]

Bonsoir Max1812 et bienvenue sur Futura,

Si tu regardes les interférences par les fentes de Young, en un point un peu excentré, les deux ondes venant des deux fentes parcourent depuis les fentes des chemin de longueur différentes donc l’une est plus atténuée que l’autre, il y a pourtant interférence. Il est vrai par contre que le noir est plus noir près du centre et la ligne claire plus claire vers le centre, ce qui est logique.

En ce qui concerne l’interférence entre deux longueurs d’ondes (ou fréquences) proches, il y a toujours interférence mais la figure n’est évidemment pas immobile.

Pour les ondes stationnaires, tu raisonnes à l’envers. Il y a ondes réfléchie donc ondes stationnaires lorsqu’il y a désadaptation sur une ligne de transmission, dans le pire des cas l’onde réfléchie a la même amplitude que l’onde incidente et dans ce cas il y a des points dans la ligne où l’amplitude est nulle (nœuds) et double de celle incidente (ventres). Dans le cas général, les nœuds ne descendent pas à 0 ni les ventres à deux fois l’amplitude originale.

[invite12c9ec0b]

Bonsoir louloute, merci de m'avoir répondu.
Alors en cOnclusion pour les interférences elles peuvent être d'amPlitude différente ? Et la vitesse de l'onde doit elle aussi être prise en compte ou les vitesses peuvent être différentes? ( je parle pour les interférences de 2 sources différentes)
Ma deuxième question, est que si on deux ondes ont même fréquence? Ont elle d'office une même amplitude? Mes questions peuvent paraître stupide mais ça me perturbe bcp...
Enfin, pour les ondes stationnaires, les deux ondes la créant ne peuvent pas venir de 2 sources différentes ? C'est uniquement avec une onde incidente et son onde réfléchie ?

[rapasite]

Salut Max1812, tes questions sont légitimes mais je te conseille de bien repenser le concepts d'onde avant ton examen.

une onde est une propagation d'énergie en générale, tu peut trouver des ondes dite harmoniques qui on une certaine fréquence et qui ressemble a l’équation du sinus et aussi des ondes simples comme une vague ou quand tu secoue juste une foi une corde c'est comme une petite colline qui se déplace.

retient que toutes les ondes ont une vitesse de propagation et une amplitude.

les ondes harmoniques on une fréquence car elles se répètent, quand tu regarde l’équation du sinus, tu remarque que l'on peut prendre une partie de l’équation en photo ensuite il suffi d'imprimer la photo sans arrêt et de toutes les coller les unes a coté des autres pour recrée la fonction de base,la plus petite photo que tu peut faire pour recrée la fonction de cette manière représente ce que l'on appelle la période car l'axe des x représente le temps et donc une certaine longueur en x représente une certaine période dans le temps.

La fréquence est le nombre de fois que tu trouve la période dans une seconde. en gros l'onde se déplace et toi tu reste immobile tu la regarde passée et tu chronomètre une seconde,pendant cette seconde tu compte le nombre de périodes qui passent devant tes yeux (c'est possible que ce soit 1,5 ou 17,2)alors que l'amplitude est la hauteur des "bosse" du sinus.Donc tu remarque que l'amplitude (la hauteur des bosses) n'est pas lié a la fréquence (nombre de fois seconde que tu vois une période.

pour avoir une idée regarde une fonction sinus (google image) la période est 2 PI (une bosse au dessus de l'axe des x + une bosse en dessous).

Quand a tes questions d'interférence je te propose de jouer dans ton bain tu remarquera sans peigne que deux vague qui se rencontre s’additionne en hauteur (la hauteur représente l'amplitude) tu remarquera que c'est le cas pour une petite et une grosse vague (donc deux ondes d'amplitudes différentes).
Toute les onde (par exemple a la surface de l'eau) interfèrent.Maintenant attention le "phénomène d'interférence" est un terme souvent utiliser en physique pour d’écrire l'interaction de deux onde harmonique de même fréquence dont l'amplitude peut être différente.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite12c9ec0b]

Merci beaucoup rapasite!!!
Mais en ce qui concerne la vitesse, pour les inteferences, ce n'est pas grave que les deux ondes soient de vitesse différentes ?
Et pour le mode stationnaire? Peuvent elles venir de 2 sources différentes ou c'est seulement avec l'onde incident et réfléchi ?
Merci

[pianno]

Salut,

je pense qu'on devrait parler aussi de la notion de cohérence. Pour les ondes électromagnétiques , si deux sources sont cohérentes alors les deux ondes produites par ces deux sources interfèrent. Mais si elles sont incohérentes alors il n' y a pas d'interférence même si les deux ondes ont la même amplitude et la même fréquence.
As-tu vu la notion de cohérence/incohérence ?

[invite12c9ec0b]

Non je n'ai pas vu cette notion...

[LPFR]

Bonjour.
La cohérence est liée à la largeur de bande ou pureté spectrale.
La cohérence n'est pas facile à comprendre, surtout pour des débutants au niveau de Max1812.
À ce stade on n'utilise que des ondes cohérentes et monochromatiques. Et ce n'est qu'une fois les interférences bien comprises que l'on peut se lancer dans la cohérence temporelle et spatiale.

Au passage si deux ondes monochromatiques ont strictement la même fréquence, elles sont cohérentes.
Au revoir.

[pianno]

Au passage si deux ondes monochromatiques ont strictement la même fréquence, elles sont cohérentes.

Je n'ai pas compris ce que vous avez dit. Si on prend deux sources de même fréquence mais incohérentes alors le valeur moyenne de cos(phi) (il y a émission de tr donc le terme en interférence disparaît.

[pianno]

Je n'ai pas compris ce que vous avez dit. Si on prend deux sources de même fréquence mais incohérentes alors le valeur moyenne de cos(phi) est égal à 0 (il y a émission de train d'onde aléatoirement par les deux sources donc le chemin optique varie aléatoirement dans le temps) donc le terme en interférence disparaît.

où est-ce que je me suis trompé?

Merci

[LPFR]

Je n'ai pas compris ce que vous avez dit. Si on prend deux sources de même fréquence mais incohérentes alors le valeur moyenne de cos(phi) est égal à 0 (il y a émission de train d'onde aléatoirement par les deux sources donc le chemin optique varie aléatoirement dans le temps) donc le terme en interférence disparaît.

où est-ce que je me suis trompé?

Merci

Re.
Si une onde est monochromatique, le déphasage phi est constant. Un angle phi variable correspond à une modulation en phase/fréquence.
Il ne suffit pas que la valeur moyenne de phi soit nulle.
C'est pour cela que j'ai dit que la cohérence était liée à la pureté spectrale (ou largeur de bande).
Évidement, les ondes monochromatiques n'existent pas dans la réalité. Toutes les ondes réelles ont une largeur de bande finie et un temps de cohérence fini.
Donc, quand vous dites que deux ondes "ont la même fréquence" il faut ajouter "à delta f près". Et c'est précisément ce delta f, qui donne la cohérence. Et ce n'est pas la fréquence moyenne qui compte.
A+

[f6bes]

Bonsoir louloute, merci de m'avoir répondu.
Alors en cOnclusion pour les interférences elles peuvent être d'amPlitude différente ? Et la vitesse de l'onde doit elle aussi être prise en compte ou les vitesses peuvent être différentes? ( je parle pour les interférences de 2 sources différentes)
Ma deuxième question, est que si on deux ondes ont même fréquence? Ont elle d'office une même amplitude? Mes questions peuvent paraître stupide mais ça me perturbe bcp...
Enfin, pour les ondes stationnaires, les deux ondes la créant ne peuvent pas venir de 2 sources différentes ? C'est uniquement avec une onde incidente et son onde réfléchie ?

Bjr à toi,
La vitesse d'une onde (électromagnétique) est une COBNSTANTE universelle ( celle de la vitesse de la lumiére).
L'amplitude est un chose , la fréquence en est une autre.
Rien n'interdit d'avoir une onde F de 10 volts et une autre onde de MEME F de..1 volt.
L'interférence est un "décalage" de la phase des ondes.
Si ce déphasage est de 180°, la résultante est une soustraction.
Si les ondes sont en phase cela s'ajoute. Rien n'interdit d'avoir deux sources différentes.
Par exemple le réseau EDF à de MULTIPLES sources. On fait en sorte que ces sources soient
en "phases" pour pouvoir mettre en commun la puissance des sources.
Il en est de meme pour les émetteurs radio . On peut coupler PLUSIEURS émetteurs ( en phase ) pour
obtenir plus de puissance.

Bonne journée

[pianno]

Ce que j'ai pu comprendre ,LPFR, c'est qu'une onde monochromatique émet des trains d'onde de longueur infini donc il y a cohérence.
J'ai compris aussi que vous parlez de la cohérence temporelle ( enfin, je pense) mais je ne comprends votre conclusion

Et c'est précisément ce delta f, qui donne la cohérence.

Merci

[LPFR]

Merci beaucoup rapasite!!!
Mais en ce qui concerne la vitesse, pour les inteferences, ce n'est pas grave que les deux ondes soient de vitesse différentes ?
Et pour le mode stationnaire? Peuvent elles venir de 2 sources différentes ou c'est seulement avec l'onde incident et réfléchi ?
Merci

Re.
Comme l'a dit F6bes, les ondes électromagnétiques ont la même vitesse dans el vide et, pour une même fréquence, la même vitesse dans les diélectriques. Donc, vous n'avez pas avoir le cas d'ondes avec la même fréquence et vitesses différentes.
(Pour les coupeurs de cheveux en 4: j'ignore la biréfringence).

Avec des ondes radio (même de très haute fréquence), on peut faire des interférences avec deux sources différentes car on sait fabriquer des sources avec des fréquences très précises (ce n'est pas donné).
Ce n'est pas le cas pour la lumière car toutes les sources ont une largeur de bande finie. (Imprécision sur la fréquence instantanée qui change toit le temps).
On est donc réduit à "faire des photocopies" d'une source unique pour avoir deux sources qui ont la même fréquence instantanée. On le fait avec des mirons, prismes, miroirs semi-réfléchissants, etc. qui divisent un faisceau en deux.
A+

[pianno]

J'ai toujours cru que deux sources sont cohérents s'il peuvent interférer. Mais quand il y a cohérence temporelle ou spatiale il ya toujours des interférences.

Une des deux de mes affirmations est fausse ?

[LPFR]

Re;

Ce que j'ai pu comprendre ,LPFR, c'est qu'une onde monochromatique émet des trains d'onde de longueur infini donc il y a cohérence.
J'ai compris aussi que vous parlez de la cohérence temporelle ( enfin, je pense) mais je ne comprends votre conclusion

Vous avec deux types de cohérence: spatiale et temporelle. En gros, la cohérence spatiale se mesure dans la direction perpendiculaire à la propagation et la cohérence temporelle dans la direction de propagation.
Pour la cohérence temporelle vous comparez la phase du signal à un endroit avec un autre situé à une distance 'd' du premier (dans le sens de propagation) si le signal est monochromatique "pur", alors la différence de phase restera constante. Si la fréquence varie avec le temps, le déphasage entre les dues endroit variera avec le temps. Si cette différence de phase n'est pas trop grande (< +/- pi/2 on peut dire que le temps de cohérences du signal est d/c.
Donc, ce temps de cohérence dépend de "la profondeur de modulation" en phase/fréquence du signal

J'ai toujours cru que deux sources sont cohérents s'il peuvent interférer. Mais quand il y a cohérence temporelle ou spatiale il y a toujours des interférences.

Une des deux de mes affirmations est fausse ?

En fait, toutes les sources peuvent interférer, même si leur fréquence est très différente. Mais le diagramme d'interférence change avec le temps. Donc, ça dépend de la limite que l'on se donne pour la stabilité de l'image d'interférence. Dans le langage courant on considère que "les sources interfèrent" si on peut voir avec nos yeux l'image d'interférence.
Mais je rédigerais votre phrase dans l'autre sens: si deux sources sont cohérentes alors elles donnent des diagrammes d'interférence stables.

Suivant le type de cohérence, certaines images d'interférence sont possibles.
Par exemple, pour avoir le disque d'Airy, vous avez besoin de cohérence spatiale (il faut que la lumière qui arrive sur toute la surface de la lentille soit en phase. Par contre vous n'avez pas besoin de cohérence temporelle, car le chemin optique et les même pour toutes les trajectoires.
Et dans interféromètre de Michelson, vous avez besoin de cohérence temporelle uniquement, car les rayons "sont le même", mais ont des chemins optiques différents.
A+