Ondes, optique et physique moderne

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Section 2.4

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Réflexion et transmission

La vitesse d'une onde dépend du milieu de propagation. Pour une corde, un changement de densité de masse linéique provoque un changement de vitesse. De plus, si deux cordes différentes sont attachées ensembles, l'onde incidente à la jonction sera en partie transmise et en partie réfléchie.

Si la corde est fixée à un mur, lorsqu'une impulsion vers le haut arrive à l'extrémité, la corde exerce une force vers le haut sur le mur et le mur exerce une force de réaction vers le bas sur la corde (selon la 3e loi de Newton). L'impulsion réfléchie est produite par la force de réaction du mur.

L'impulsion réfléchie par une extrémité fixe peut être décrite par une impulsion identique à celle incidente mais inversée voyageant en sens inverse à la même distance derrière le mur. En appliquant le principe de superposition, l'extrémité fixe restera au repos durant la rencontre des deux impulsions.

Figure 2.3

L'impulsion vers le haut incidente disparaît et l'impulsion vers le bas réfléchie est produite par la réaction du mur.

Si la corde est fixée à un anneau glissant le long d'une tige, lorsqu'une impulsion vers le haut arrive à l'extrémité, la corde exerce une force vers le haut sur l'anneau et, en l'absence de force de réaction, le principe d'inertie explique le déplacement de l'anneau qui est deux fois plus grand que l'amplitude de l'impulsion.

L'impulsion réfléchie par une extrémité libre peut être décrite par une impulsion identique à celle incidente voyageant en sens inverse à la même distance derrière le mur. En appliquant le principe de superposition, l'extrémité libre subira un déplacement deux fois plus grand que l'amplitude de l'impulsion durant la rencontre des deux impulsions.

Figure 2.4

L'impulsion vers le haut incidente disparaît et l'impulsion vers le haut réfléchie est produite par le principe d'inertie.

Si la corde est fixée à une autre corde, une onde identique est toujours transmise à une vitesse qui dépend de la nature de la corde. Une onde identique est toujours réfléchie à la même vitesse mais elle sera inversée si la densité de masse linéique de l'autre corde est plus grande.

Figure 2.5

L'onde réfléchie par l'interface avec une corde plus lourde est inversée.

Figure 2.6

L'onde réfléchie par l'interface avec une corde plus légère n'est pas inversée.

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