Deux pierres jetées dans l’eau : là où les ondes se croisent, elles s’ajoutent ou s’annulent.
www.ndolomath.comFiche de révision de Physique : « Superposition et interférences », proposée par ndolomath.comndolomath
Superposition et interférences
💡 Idée principale : quand deux ondes se rencontrent, leurs effets s’additionnent. Avec deux sources synchrones, on obtient des interférences : zones de forte vibration et zones de repos.
Étapes résumées
Principe de superposition : les élongations s’ajoutent.
Sources cohérentes : même fréquence, déphasage constant.
Interférence constructive : .
Interférence destructive : .
Superposition
1. Les ondes se croisent sans se gêner
Après leur rencontre, chaque onde continue comme si l’autre n’existait pas. Au point de rencontre, l’élongation est la somme des élongations.
2. Comprendre les franges
Deux ondes qui se rencontrent s’additionnent. Si elles arrivent « en phase » (crête sur crête), elles se renforcent : interférence constructive. Si elles arrivent en opposition (crête sur creux), elles s’annulent : interférence destructive. Ce résultat dépend de la différence de marche entre les deux chemins.
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Interférences
Constructive
Les ondes arrivent en phase : amplitude maximale.
≠
Destructive
Les ondes arrivent en opposition : repos.
Exemple guidé
Énoncé
Deux sources synchrones émettent des ondes de λ = 2 cm. Un point M est à 10 cm de S1 et 13 cm de S2. Comment vibre-t-il ?
Solution
. C’est un multiple impair de λ/2 : M est immobile.
Ondes stationnaires
Sur une corde fixée aux deux bouts, l’onde réfléchie interfère avec l’onde incidente.
On observe des ventres et des nœuds séparés de λ/2.
Conditions d’interférence
Différence de marche
Résultat
amplitude maximale (constructive)
amplitude nulle (destructive)
Les sources doivent être synchrones et cohérentes, sinon les franges bougent et disparaissent.
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Exercice type
Deux pointes vibrent en phase à 20 Hz sur une cuve à ondes ; . Un point M est à 10 cm de S₁ et 13 cm de S₂. M vibre-t-il ?
Solution : . : interférence destructive. M reste immobile.
À toi de jouer
1. δ = 2λ : interférence constructive ou destructive ?
2. Distance entre deux nœuds consécutifs ?
3. Que faut-il pour observer des interférences stables ?
Réponses : constructive · λ/2 · des sources cohérentes. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
Erreurs fréquentes
Deux sources quelconques ne donnent pas d’interférences stables.
δ est une différence de distances, pas une somme.
Un nœud ne vibre pas, un ventre vibre au maximum.
Méthode
Calcule δ = d2 − d1, divise par λ : entier → maximum ; demi-entier → minimum.
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