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Signaux physiques 3: Interférences
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Interférences I-Situation expérimentale 1°/ Cuve à onde
Comme dans le cas des ondes stationnaires la superposition de deux ondes donne des interférences: Constructives Destructives
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D’un point source se propage une onde circulaire
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2°/ Superposition d’onde
Interférences I-Situation expérimentale 1°/ Cuve à onde 2°/ Superposition d’onde
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figure d’interférence.
Les deux sources ont la même fréquence (elles sont synchrones) Ici elles sont en phase Les deux ondes s’additionnent, on observe une figure d’interférence.
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1°/ Interférences à deux ondes
I-Situation expérimentale 1°/ Cuve à onde 2°/ Superposition d’onde II- Modélisation 1°/ Interférences à deux ondes
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2°/ Signaux sinusoïdaux
Interférences I-Situation expérimentale 1°/ Cuve à onde 2°/ Superposition d’onde II- Modélisation 1°/ Interférences à deux ondes 2°/ Signaux sinusoïdaux
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L’addition de deux signaux sinusoïdaux de même pulsation (fréquence f) est un signal sinusoïdal de pulsation . Soit, en x, le signal s1(t) = S1 cos( t+ 1) Evidemment 1 dépend de la distance entre la source 1 et le point x. On peut utiliser une représentation de Fresnel pour s1(t). S1 1 Avec un vecteur faisant un angle 1 et de longueur S1.
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S2 S1 1 2 Pour le signal s2(t) = S2 cos( t+ 2), en x,
On utilise la même représentation 1 S1 2 S2 Réciproquement 2 dépend de la distance entre la source 2 et le point x. L’addition des deux signaux correspond à celle des deux vecteurs.
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S2 2 - 1 S1 1 2 (2 - 1) est l’angle entre les deux signaux
Représentation de Fresnel Le signal résultant est sinusoïdal de pulsation S2 2 - 1 S1 1 2 (2 - 1) est l’angle entre les deux signaux Il joue un rôle primordial dans l’amplitude du signal résultant
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Si l’angle formé par chacun des deux signaux varie d’une même quantité t par exemple !
La somme des deux varie de la même quantité t et donc la situation reste la même à une rotation d’ensemble prêt. (2 - 1) + t
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Ainsi l’interférence entre les deux signaux est donnée par le déphasage (2 - 1)
Source 1 Source 2 1 2
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3°/ Amplitude résultante
Interférences I-Situation expérimentale 1°/ Cuve à onde 2°/ Superposition d’onde II- Modélisation 1°/ Interférences à deux ondes 2°/ Signaux sinusoïdaux 3°/ Amplitude résultante
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Interférences constructives
Si les deux signaux sont en phases S2 S1 L’amplitude résultante est maximum Smax = S1 + S2 : Interférences constructives Le déphasage = (2 - 1) = [2]
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Vague « scélérate »
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Interférences destructives
Si les deux signaux sont en opposition S1 S2 L’amplitude résultante est minimum Smin = |S1 - S2| : Interférences destructives Le déphasage = (2 - 1) = [2]
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3°/ Amplitude résultante III- Figure d’interférence
Interférences I-Situation expérimentale 1°/ Cuve à onde 2°/ Superposition d’onde II- Modélisation 1°/ Interférences à deux ondes 2°/ Signaux sinusoïdaux 3°/ Amplitude résultante III- Figure d’interférence 1°/ Interférences constructives/destructives
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Source 1 x1 = S1M M Source 2 X2 = S2M
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3°/ Amplitude résultante
Interférences I-Situation expérimentale 1°/ Cuve à onde 2°/ Superposition d’onde II- Modélisation 1°/ Interférences à deux ondes 2°/ Signaux sinusoïdaux 3°/ Amplitude résultante III- Figure d’interférence 1°/ Interférences constructives/destructives 2°/ Figure d’interférence plane
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3°/ Amplitude résultante
Interférences I-Situation expérimentale 1°/ Cuve à onde 2°/ Superposition d’onde II- Modélisation 1°/ Interférences à deux ondes 2°/ Signaux sinusoïdaux 3°/ Amplitude résultante III- Figure d’interférence 1°/ Interférences constructives/destructives 2°/ Figure d’interférence plane 3°/ Ondes sonores
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