Différence entre les vagues stationnaires et progressives

Différence principale: vagues stationnaires ou progressives

L'oscillation des particules dans une onde contient de l'énergie. Selon l'évolution de l'énergie d'une onde, on peut classer les ondes en ondes stationnaires (ondes stationnaires) et en ondes progressives (ondes progressives). le différence principale entre les vagues stationnaires et progressives est que les vagues progressives transfèrent l'énergie d'un endroit à un autre tandis que les ondes stationnaires ne transfèrent pas l'énergie d'un endroit à un autre.

Que sont les vagues progressives?

Les vagues progressives transfèrent l'énergie d'un endroit à un autre, sans transférer la matière. Dans les ondes mécaniques progressives, une molécule oscillante transfère une partie de son énergie à la molécule suivante, puis cette molécule commence également à osciller. Cette molécule transfère maintenant de l'énergie à la molécule suivante,… et ainsi de suite, l'énergie est transférée le long de la vague. Dans le cas des ondes électromagnétiques, les modifications des champs électriques et magnétiques transportent l'énergie de la vague.

le la lumière venant du soleil est un exemple d'une vague progressive. Les oscillations dans les champs électriques et magnétiques amènent de l'énergie du Soleil à la Terre. Dans une onde progressive, deux points voisins ne sont jamais en phase l'un avec l'autre. Supposons qu'un point A le long de la vague se trouve à une phase spécifique. Si A a un point voisin B et si l'onde se propage dans la direction de A à B, alors le point B acquiert la phase de A un instant après A. Pendant ce temps, A change également de phase, de sorte que A et B ne seront jamais en phase l'un avec l'autre. Par conséquent, si A acquiert son «amplitude» (c’est-à-dire son déplacement maximum à partir de l’équilibre) à un moment donné, B acquiert ses l'amplitude un moment plus tard, mais à ce moment-là, A n'est plus à la valeur de l'amplitude.

Que sont les ondes stationnaires?

Les ondes stationnaires ne transfèrent pas l'énergie d'un endroit à un autre. Au lieu de cela, ils «stockent» leur énergie au même endroit. Des ondes stationnaires se forment lorsque deux ondes progressives de même fréquence et d'amplitudes similaires, voyageant dans des directions opposées, interfèrent l'une avec l'autre. Si vous regardez une onde stationnaire, il semblerait qu’elle soit faite de «boucles». Les "milieux" de ces boucles s'appellent antinodes et les "bords" de ces boucles sont appelés noeuds, comme indiqué ci-dessous:

Ondes stationnaires: nœuds et antinodes

Des nœuds se forment aux endroits où les deux ondes progressives interfèrent dans antiphase. Les antinodes se forment aux endroits où les deux ondes progressives interfèrent en phase. Notez que ce type de motif stable ne se forme qu’à des fréquences spécifiques, appelées fréquences harmoniques. À d'autres fréquences, la relation de phase entre les deux ondes progressives n'est pas constante en tout point et vous ne pourriez donc pas voir de motif clair et stable. Cette vidéo suivante offre une excellente démonstration montrant comment une onde stationnaire est formée sur une corde vibrante.

Dans les ondes stationnaires, chaque point "dans une boucle" (c'est-à-dire entre deux nœuds successifs) est en phase. Cela signifie que toutes les oscillations atteignent l'amplitude simultanément. Cependant, deux points voisins d'une onde stationnaire n'ont pas la même amplitude. Un point d'un antinode a l'amplitude maximale, tandis qu'un point d'un nœud a une amplitude de 0. Les points de deux «boucles voisines» d'une onde stationnaire sont en opposition de phase l'un avec l'autre. La distance entre deux noeuds successifs (ou deux antinodes successifs) dans une onde stationnaire est égale à la moitié de la longueur d'onde.

Ondes produites par des cordes de guitare sont des vagues stationnaires. Lorsque vous pincez une corde, vous créez une onde progressive qui se déplace le long de la chaîne et est reflétée à la fin de la chaîne. L'onde d'origine interfère avec l'onde réfléchie et forme une onde stationnaire. Les flûtes et autres instruments à vent produisent également des ondes stationnaires. Ces ondes stationnaires sont produites par l’oscillation des molécules d’air dans les colonnes à air de ces instruments..

Différence entre les vagues stationnaires et progressives

Transfert d'énergie

Vagues progressives transférer de l'énergie d'un endroit à un autre, sans transférer la matière.

Ondes stationnaires ne pas transférer d'énergie d'un endroit à un autre.

Relation de phase entre points voisins

Dans vagues progressives, deux points voisins ne sont pas dans la même phase.

Dans ondes stationnaires, tous les points entre deux nœuds successifs sont dans la même phase.

Amplitude

Dans vagues progressives, chaque point atteint la même amplitude.

Dans ondes stationnaires, différents points atteignent différentes amplitudes.

Courtoisie d'image

«Onde stationnaire avec noeud et antinode montrés…» par Vegar Ottesen (Travail personnel) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons