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Ondes et interférences

    1 octobre 2015 à 19:14:40

    Salut !

    Je me posais quelques questions à propos du cours qu'on m'a distribué aujourd'hui, sur les ondes et les interférences. Dans mon cours, il est écrit que, pour qu'une interférence ait lieu, il faut que les deux sources soit synchrones (même fréquences, et donc même période) et cohérentes (déphasage constant).

    Il me semble pourtant que si deux sources lumineuses sont synchrones, elles sont forcément cohérentes, et inversement. (ou peut-être que je me trompe, mais j'aimerais bien comprendre pourquoi). Je sais, je chipote, mais bon j'aime bien que tout soit à sa place dans ma tête, ce fameux "et" dans le cours me chiffonne.

    Ensuite, je ne comprends pas pourquoi des interférences ne pourraient pas avoir lieu si les deux sources ne sont pas synchrones : c'est pourtant le principe même de la décomposition d'un son complexe (ou alors je n'ai rien compris aux transformées de Fourrier).

    Une ptite de plus : Pourquoi des interférences ne pourraient pas avoir lieu si je prends deux lasers, et que je les règles pour qu'ils émettent à la même fréquence : si je vise le même endroit avec mes deux lasers, j'aurais bien des ondes synchrones, avec un déphasage constant. Pourquoi faut-il nécessairement utiliser des fentes de young ?

    Enfin, dernière question : si on considère que les ondes correspondent à des transfert d'énergie, comment des ondes peuvent-elles être destructives ? (et je ne veux pas forcément dire destructive à 100%). Vis-à-vis du principe de conservation d'énergie, c'est pas logique (ou alors ça chauffe) :p Ca voudrait dire que deux ondes séparées ont une énergie supérieure ou égale à la superposition de deux ondes, alors que l'énergie nécessaire à l'émission est la même dans les deux cas.

    -
    Edité par gasasaa 1 octobre 2015 à 19:16:13

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    Vous n'auriez pas un ptit calcul à me montrer ? :D
    Anonyme
      2 octobre 2015 à 7:33:37

      (déphasage constant).

      L'explication vient bien de ce mot ; as-tu une idée de ce que pourrais signifier déphasage - dans le cas d'une onde, bien sûr ? Quelles seraient alors les conséquences de deux ondes à déphasage différents ?

      Ensuite, je ne comprends pas pourquoi des interférences ne pourraient pas avoir lieu si les deux sources ne sont pas synchrones : c'est pourtant le principe même de la décomposition d'un son complexe (ou alors je n'ai rien compris aux transformées de Fourrier).

      Tu dois confondre interférences et superposition. Dans le second cas, l'onde sonore est la somme de différentes ondes provenant de différentes sources et la transfo permet de récupérer la fréquence des ondes individuelles.

      Une ptite de plus : Pourquoi des interférences ne pourraient pas avoir lieu si je prends deux lasers, et que je les règles pour qu'ils émettent à la même fréquence : si je vise le même endroit avec mes deux lasers, j'aurais bien des ondes synchrones, avec un déphasage constant. Pourquoi faut-il nécessairement utiliser des fentes de young ?

      Même fréquence, oui, mais déphasage non constant. Cf plus haut : c'est quoi le déphasage ? À partir de là, on pourra discuter de pourquoi deux sources différentes n'ont pas le même déphasage.

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        2 octobre 2015 à 7:51:23

        Le déphasage, c'est un décalage entre deux ondes, non? Si on prend deux ondes, et qu'on regarde leur différence de temps pour arriver au même point, on trouve le déphasage. Mathématiquement, c'est une variable D qui s'ajoute dans une fonction sinusoïdale de la forme (intensité max) * cos (x + D). Du moins c'est ce que j'avais compris :)
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        Vous n'auriez pas un ptit calcul à me montrer ? :D
        Anonyme
          2 octobre 2015 à 10:50:51

          C'est bien ça. Le problème du déphasage c'est que t'as aucun moyen de le contrôler. La fréquence c'est faisable, des sources lumineuses identiques qui émettent à même longueur d'onde. Comme tu le contrôles pas, tu peux rien en faire.

          Un autre problème est que la lumière se comporte plutôt comme des à-coups que du continu, donc pour avoir des interférences visibles il faudrait que tout le monde ait toujours le même déphasage au cours du temps, ce qui n'est pas possible. Pour pallier cela, la seule façon de faire, c'est de partir de la même source.

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            3 octobre 2015 à 10:09:44

            Bah donc si c'est ça, comment deux rayons de même fréquences pourraient ne pas avoir un déphasage constant ?
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            Vous n'auriez pas un ptit calcul à me montrer ? :D
            Anonyme
              3 octobre 2015 à 14:45:43

              En fait si tu utilises des lasers c'est possible théoriquement d'observer des interférences. Pour plus de lecture je peux te renvoyer vers http://lcs.malherbe.lyc14.ac-caen.fr/~vanhaecke/SITE_SPE/OPTIQUE/Coherence.pdf

              Mais du coup faut bien calibrer son système et c'est chiant, et l'expérience des fentes d'Young, de mémoire, doit être antérieure au laser donc c'est un peu l'expérience historique. Il y a une explication de pourquoi deux sources lumineuses non laser ne peuvent pas interférer ; l'idée est que des sources classiques de lumière n'émettent pas en continu mais par train d'onde et de façon aléatoire donc le déphasage n'est jamais constant. Pour un laser, c'est différent. Mais faut bien calibrer le système pour les obtenir.

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                4 octobre 2015 à 14:39:15

                Ok merci beaucoup pour les réponses !
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                Vous n'auriez pas un ptit calcul à me montrer ? :D
                  6 octobre 2015 à 22:43:23

                  Je me permets de revenir sur le sujet rapidement : je suis tombé sur un exercice qui traite un peu du sujet dans mon livre, j'aurais aimé savoir comment vous auriez répondu à ça :

                  Ensuite, deuxième question, qui, je pense, est en lien avec l'exercice : Quand on parle de fréquence, de quoi parle-t-on (de manière générale) ? De la fréquence d'émission (1 onde par seconde, par exemple), ou de la fréquence des ondes une par une (définie comme f = 1/T, avec T la période). Car, sur les graphiques qui nous sont montrées, les ondes s'enchaînent toujours de manière consécutive (exemple : onde sinusoïdale, par exemple). Mais, quand on y réfléchit, que la fréquence d'émission soit exactement la même que la fréquence de variation de l'onde soit identique n'est pas un cas extrêmement particulier ?

                  Cela expliquerait également que deux ondes avec une même fréquence de variation, et donc visible de manière strictement identique, puissent avoir un déphasage constant : leur fréquence d'émission n'est pas la même. Et, si c'est ça, je trouve ça d'une stupidité sans borne que la distinction entre la fréquence d'une onde et la fréquence d'émission ne soit clairement pas expliqué dans le programme de terminale S. Le fait qu'on nous montre sans cesse des graphiques tout propre avec des fréquences d'onde et d'émission parfaitement égale porte vraiment à confusion. Dites moi si je me trompe, je reconnaîtrais volontiers je suis une grosse buse de cracher sur le programme alors que c'est moi qui suis en tort :D

                  Deuxième question, que je repose, car la réponse avait été omise avant : si on considère que, lorsque deux rayons interfèrent, on peut obtenir un nouveau point sur un écran dont l'intensité serait inférieur à celle des deux points des deux rayons distincts, il se pose un problème vis-à-vis de la conservation de l'énergie. Que devient l'intensité lumineuse atténuée par l'interférence ?

                  -
                  Edité par gasasaa 6 octobre 2015 à 22:44:40

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                  Vous n'auriez pas un ptit calcul à me montrer ? :D
                    7 octobre 2015 à 14:57:01

                    Sur ta première question, j'aurais essayé de rapporter ça à la définition de la marge d'erreur en physique. Tout appareil qu'on te vend, supposé te fournir un certain signal, est toujours donné d'une manière où d'une autre avec une certaine erreur. Une source de tension fournissant E aura un \( \Delta{} E \) , une source te fournissant un signal sinusoïdale de fréquence f aura un \( \Delta{} f \) . Du coup, dans le cas où tu utilises deux tiges reliées à deux vibreurs, tu auras forcément une erreur, même faible, entre les deux fréquences qu'ils fourniront. Et comme dans le cadre de l'étude des interférences, des différences de fréquence relativement faible vont produire des variations relativement importantes de la figure d'interférence.

                    Concernant ta deuxième question, je ne comprends pas exactement ce que tu veux dire. Quand tu considères un train d'onde monochromatique, la fréquence est l'inverse de la période du signal. Ces ondes sont relativement facile à étudier, et on ne se soucie généralement pas de la fréquence d'émission des trains d'onde. Une oscillation seule, c'est à dire une fonction sinusoïdale allant de -Pi à Pi et valant zéro ailleurs, émise aléatoirement n'est PAS un signal périodique. Si la source qui peut le fournir émet avec une certaine fréquence de répétition, le signal devient périodique, mais on est très loin de l'onde monochromatique classique. Et l'étude du système est en général assez complexe, faisant appel à beaucoup d'analyse de Fourier.

                    De tels sources lumineuses existent, on parle de lasers ultrabrefs, qui peuvent émettre des trains d'onde dont la durée représente 3 ou 4 oscillations de leur fréquence fondamentale. Mais dans une bonne majorité des cas, la question de la fréquence d'émission des trains d'onde et la fréquence des ondes en leur sein ne se pose pas.

                    Sur ta dernière question, il faut résoudre le problème pour en voir la réponse : tu ne peux jamais obtenir un tel cas en réalité. Pour que cela se produise, il faudrait que tu puisses superposer strictement deux rayons parfaitement rectilignes. Or, si tu peux en effet les superposer de cette façon, par exemple avec un interféromètre de Michelson, tu ne pourras jamais avoir de rayons parfaitement rectilignes, à cause des lois de la diffraction. Donc l'énergie que tu auras perdu aux centres de ton rayon par interférence destructive, réapparaîtra toujours autour sous forme d'interférence constructive.

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                      7 octobre 2015 à 15:18:15

                      Sur ta première question, j'aurais essayé de rapporter ça à la définition de la marge d'erreur en physique. Tout appareil qu'on te vend, supposé te fournir un certain signal, est toujours donné d'une manière où d'une autre avec une certaine erreur. Une source de tension fournissant E aura un ΔE , une source te fournissant un signal sinusoïdale de fréquence f aura un Δf . Du coup, dans le cas où tu utilises deux tiges reliées à deux vibreurs, tu auras forcément une erreur, même faible, entre les deux fréquences qu'ils fourniront. Et comme dans le cadre de l'étude des interférences, des différences de fréquence relativement faible vont produire des variations relativement importantes de la figure d'interférence.

                      Ce delta E est-il réellement suffisant pour justifier l'absence totale de figure d'interférence ? Je sais pas, ça me paraît un peu facile comme réponse, de dire : "ouais, c'est contraire à la théorie, ça doit être parce que nos outils sont pas assez précis".

                      faible vont produire des variations relativement importantes de la figure d'interférence.

                      Concernant ta deuxième question, je ne comprends pas exactement ce que tu veux dire. Quand tu considères un train d'onde monochromatique, la fréquence est l'inverse de la période du signal. Ces ondes sont relativement facile à étudier, et on ne se soucie généralement pas de la fréquence d'émission des trains d'onde. Une oscillation seule, c'est à dire une fonction sinusoïdale allant de -Pi à Pi et valant zéro ailleurs, émise aléatoirement n'est PAS un signal périodique. Si la source qui peut le fournir émet avec une certaine fréquence de répétition, le signal devient périodique, mais on est très loin de l'onde monochromatique classique. Et l'étude du système est en général assez complexe, faisant appel à beaucoup d'analyse de Fourier.

                      En fait, le fait de considérer la fréquence d'émission des trains d'onde est, à mes yeux, assez importants, lorsqu'on étudie les interférences. Comme l'a dit Goeland : "l'idée est que des sources classiques de lumière n'émettent pas en continu mais par train d'onde et de façon aléatoire donc le déphasage n'est jamais constant. ". C'est donc ce qui expique, plus que le delta E dont tu parles, que deux sources ayant la même fréquence puisse ne pas avoir un déphasage constant. De plus, dire qu'une onde seule n'est pas une onde périodique est assez étrange : Toute onde est définie par une fréquence, et donc nécessairement une période. Si j'enfonce un baton dans l'eau (sans le retirer), je crée bien une seule onde. Cette onde a bien une fréquence et une période, non ?

                      Sur ta dernière question, il faut résoudre le problème pour en voir la réponse : tu ne peux jamais obtenir un tel cas en réalité. Pour que cela se produise, il faudrait que tu puisses superposer strictement deux rayons parfaitement rectilignes. Or, si tu peux en effet les superposer de cette façon, par exemple avec un interféromètre de Michelson, tu ne pourras jamais avoir de rayons parfaitement rectilignes, à cause des lois de la diffraction. Donc l'énergie que tu auras perdu aux centres de ton rayon par interférence destructive, réapparaîtra toujours autour sous forme d'interférence constructive.

                      Lorsqu'on réalise l'expérience des fentes de Young, les deux rayons qui interfèrent ne sont pas rectilignes, ils partent bien de deux sources différentes (la fente 1, et la fente 2). Cela ne les empêche pas d'interférer. D'ailleurs, ce que tu dis est en contradiction avec ce que disait Goeland plus haut.

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                        7 octobre 2015 à 16:55:16

                        gasasaa a écrit:

                        Sur ta première question, j'aurais essayé de rapporter ça à la définition de la marge d'erreur en physique. Tout appareil qu'on te vend, supposé te fournir un certain signal, est toujours donné d'une manière où d'une autre avec une certaine erreur. Une source de tension fournissant E aura un ΔE , une source te fournissant un signal sinusoïdale de fréquence f aura un Δf . Du coup, dans le cas où tu utilises deux tiges reliées à deux vibreurs, tu auras forcément une erreur, même faible, entre les deux fréquences qu'ils fourniront. Et comme dans le cadre de l'étude des interférences, des différences de fréquence relativement faible vont produire des variations relativement importantes de la figure d'interférence.

                        Ce delta E est-il réellement suffisant pour justifier l'absence totale de figure d'interférence ? Je sais pas, ça me paraît un peu facile comme réponse, de dire : "ouais, c'est contraire à la théorie, ça doit être parce que nos outils sont pas assez précis".

                        Je trouve que la question de l'exercice est un peu coconne en fait, mais c'est la réponse qui me semble la plus pertinente en l'espèce. Peut-être ce n'est pas la réponse attendue, je suis peu au fait des méthodes pédagogiques pour des classes de ce niveau. Mais je ne vois pas où serait le problème autrement. Peut-être attend on que tu parles du déphasage, mais en l'absence d'information sur la mise en marche des vibrateurs, c'est pas tellement plus pertinent…

                        "En fait, le fait de considérer la fréquence d'émission des trains d'onde est, à mes yeux, assez importants, lorsqu'on étudie les interférences. Comme l'a dit Goeland : "l'idée est que des sources classiques de lumière n'émettent pas en continu mais par train d'onde et de façon aléatoire donc le déphasage n'est jamais constant. ". C'est donc ce qui expique, plus que le delta E dont tu parles, que deux sources ayant la même fréquence puisse ne pas avoir un déphasage constant. "

                        Tu déplaces simplement le problème. Au lieu de dire que tu ne peux pas contrôler la fréquence des ondes émises, tu dis que tu ne peux pas contrôler la fréquence d'émission des trains d'onde. Comme le dit précisément Goéland, les trains d'onde sont émis de façon aléatoire dans une lampe classique, du coup parler de fréquence du train d'onde n'apporte rien.

                         "De plus, dire qu'une onde seule n'est pas une onde périodique est assez étrange : Toute onde est définie par une fréquence, et donc nécessairement une période. Si j'enfonce un baton dans l'eau (sans le retirer), je crée bien une seule onde. Cette onde a bien une fréquence et une période, non ? "

                        Prends le temps d'y réfléchir. Qu'est ce que la périodicité ? Comment un phénomène qui ne se répète pas peut-être périodique ? Si on réalise l'analyse de Fourier de l'onde que tu mentionne, elle va contenir un nombre très important de fréquence, qui vont permettre qu'elle s'annule en tout point de l'espace et du temps sauf sur son trajet.

                        "Lorsqu'on réalise l'expérience des fentes de Young, les deux rayons qui interfèrent ne sont pas rectilignes, ils partent bien de deux sources différentes (la fente 1, et la fente 2). Cela ne les empêche pas d'interférer. D'ailleurs, ce que tu dis est en contradiction avec ce que disait Goeland plus haut."

                        Dans l'expérience des fentes d'Young, il n'y a pas de perte d'énergie. Donc je ne vois pas où est le problème. Je n'ai jamais dit que deux faisceaux non rectilignes et non parallèles ne pouvaient pas interférer. J'ai dit que le seul moyen, théorique, pour qu'on ait une interférence destructive dans tout l'espace c'était d'avoir deux faisceaux strictement parallèle et non divergent.

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                          7 octobre 2015 à 18:27:24

                          "Tu déplaces simplement le problème. Au lieu de dire que tu ne peux pas contrôler la fréquence des ondes émises, tu dis que tu ne peux pas contrôler la fréquence d'émission des trains d'onde. Comme le dit précisément Goéland, les trains d'onde sont émis de façon aléatoire dans une lampe classique, du coup parler de fréquence du train d'onde n'apporte rien."

                          En effet, je n'avais considéré qu'une petite différence de fréquence, reportée plusieurs fois d'affilée, puisse empêcher deux ondes d'avoir un déphasage constant. Cependant, j'imagine qu'il est plus facile d'obtenir des lasers avec une fréquence précise qu'avec une fréquence d'émission précise, non ?

                          "Prends le temps d'y réfléchir. Qu'est ce que la périodicité ? Comment un phénomène qui ne se répète pas peut-être périodique ? Si on réalise l'analyse de Fourier de l'onde que tu mentionne, elle va contenir un nombre très important de fréquence, qui vont permettre qu'elle s'annule en tout point de l'espace et du temps sauf sur son trajet."

                          C'est possible ça ? Oo Des sommes de fonctions sinusoïdales qui permettent d'arriver à une sinusoïde unique ? Je pensais que les transformées de Fourrier n'étaient valables que pour des signaux périodiques, je viens d'apprendre quelque chose :D. Quand à la période, tout est une question de définition. Si on la considère comme l'inverse de la fréquence, elle existe pour le cas d'une onde seule (à moins que la fréquence n'existe pas non plus). De plus, elle ne se répète pas, en un point donné. Mais on a bien une période qui se répète plusieurs fois en différents points de l'espace.

                          "Dans l'expérience des fentes d'Young, il n'y a pas de perte d'énergie. Donc je ne vois pas où est le problème. Je n'ai jamais dit que deux faisceaux non rectilignes et non parallèles ne pouvaient pas interférer. J'ai dit que le seul moyen, théorique, pour qu'on ait une interférence destructive dans tout l'espace c'était d'avoir deux faisceaux parallèle et non divergent."

                          Quelle est la différence entre l'expérience des fentes de Young et deux laser bien calibrés ? (fréquence et déphasage constant). Si on pointe ces deux lasers en un même point sur un écran, il n'y aura pas d'interférence ? Si c'est impossible pour la lumière, je peux reposer la question pour les ondes mécaniques. C'est bien possible pour le son, c'est le principe des casques anti-bruits. Que devient l'énergie des ondes qui s'annulent ?

                          Allez, je vous rajoute quelque questions x) Désolé, je veux juste bien comprendre le sujet, car je le trouve intéressant : peut-il y avoir interférence entre deux rayons lumineux avec un déphasage constant, mais des fréquences différentes ? (ça me paraîtrait très bizarre, car ça ne donnerait des ondes non sinusoïdales, je ne sais pas si c'est possible pour la lumière). Et le principe des transformées de Fournier est-il applicable à la lumière ? Ou bien toutes les ondes électromagnétique sont des ondes sinusoïdales ?

                          Finalement, qu'est-ce que l'onde lumineuse ? Qu'est-ce qui varie ? En d'autres termes, que représente l'axe des ordonnées sur ce graphique :

                          PS : Désolé pour la taille de la police, j'ai cherché comment la remettre à la normale, impossible avec l'éditeur classique.

                          -
                          Edité par gasasaa 7 octobre 2015 à 18:37:22

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                            7 octobre 2015 à 19:46:49

                            gasasaa a écrit:

                            En effet, je n'avais considéré qu'une petite différence de fréquence, reportée plusieurs fois d'affilée, puisse empêcher deux ondes d'avoir un déphasage constant. Cependant, j'imagine qu'il est plus facile d'obtenir des lasers avec une fréquence précise qu'avec une fréquence d'émission précise, non ?

                            Dans le cas d'un laser peu cher, oui, parce que l'émission laser repose sur des phénomènes qui conservent un certain chaotisme, et qu'il y a donc des trains d'onde relativement court. Mais dans le cas de tiges vibrantes dans un bassin ? Il me semble qu'à ce moment là, le train d'onde est à peu près constant à partir de quelques secondes après l'allumage jusqu'à l'extinction. Le déphasage entre les deux tiges ne sera plus aléatoire.

                            "C'est possible ça ? Oo Des sommes de fonctions sinusoïdales qui permettent d'arriver à une sinusoïde unique ? Je pensais que les transformées de Fourrier n'étaient valables que pour des signaux périodiques, je viens d'apprendre quelque chose :D. Quand à la période, tout est une question de définition. Si on la considère comme l'inverse de la fréquence, elle existe pour le cas d'une onde seule (à moins que la fréquence n'existe pas non plus). De plus, elle ne se répète pas, en un point donné. Mais on a bien une période qui se répète plusieurs fois en différents points de l'espace.
                            "

                            Oui, tu peux regarder par exemple la question des solitons. La transformée de Fourier peut exister pour une seule impulsion, une seule oscillation. Tu confonds probablement avec la série de Fourier, qui permet de décomposer un signal en harmoniques multiples de la fréquence d'un signal parfaitement périodique. La transformée de Fourier est une sorte de généralisation du principe de la série de Fourier, mais qui va permettre de prendre en compte les phénomènes transitoires, c'est à dire ce qui permet de passer de rien à une ondulation quasi-permanente, entre autres. Ça passe par une intégrale plutôt qu'une somme.

                            Et c'est là que se pose un problème : tu ne peux pas avoir une onde monochromatique qui n'existe pas depuis la nuit des temps jusqu'à la fin des temps. Il y a forcément des composantes de fréquence qui expliqueront son apparition et son extinction. Si tu ne vois pas le problème comme cela, tu peux réfléchir d'un point de vue mathématique : quelle va être la transformée de Fourier d'une fonction définie par 0 partout sauf sur -T/2 à T/2 où c'est une sinusoïde. Tu ne pourras pas avoir une série de Fourier avec une seule harmonique.

                            Dans le cas que tu décris, on ne parle pas d'une période, en effet, puisque l'impulsion ne se répète pas dans le temps. On parlera par exemple de durée d'impulsion.

                            "Quelle est la différence entre l'expérience des fentes de Young et deux laser bien calibrés ? (fréquence et déphasage constant). Si on pointe ces deux lasers en un même point sur un écran, il n'y aura pas d'interférence ? Si c'est impossible pour la lumière, je peux reposer la question pour les ondes mécaniques. C'est bien possible pour le son, c'est le principe des casques anti-bruits. Que devient l'énergie des ondes qui s'annulent ?"

                            Il n'y en a pas. Simplement, dans le cas des fentes d'Young, l'énergie que tu "perds" dans une raie sombre, tu la récupère dans une raie deux fois plus lumineuse juste à côté (pour simplifier). On déshabille Paul pour habiller Jacques, mais à la fin il y a autant de vêtements.

                            Dans le cas de deux lasers qu'on enverrait sur le même point, tu auras forcément une certaine divergence des faisceaux, donc une différence de marche qui variera en fonction de la distance au centre du faisceau d'une manière ou d'une autre. La physique telle qu'on la connaît n'autorise jamais le phénomène de "perte d'énergie" que tu décris.

                            Selon la technologie du casque anti-bruit, les ondes vont être réfléchies où recréées de manière plus intense à un autre endroit que ton tympan. C'est tout. Simplement, tu ne les entendras pas parce qu'elles ne seront plus sur ton capteur, mais elles feront vibrer l'air ou tes os ailleurs, en dissipant leur énergie.

                            "Allez, je vous rajoute quelque questions x) Désolé, je veux juste bien comprendre le sujet, car je le trouve intéressant : peut-il y avoir interférence entre deux rayons lumineux avec un déphasage constant, mais des fréquences différentes ? (ça me paraîtrait très bizarre, car ça ne donnerait des ondes non sinusoïdales, je ne sais pas si c'est possible pour la lumière). Et le principe des transformées de Fournier est-il applicable à la lumière ? Ou bien toutes les ondes électromagnétique sont des ondes sinusoïdales ?"

                            Pas dans le sens où tu aurais des interférences constructives et destructives. Lorsque tu as la même longueur d'onde, tu peux faire apparaître une différence de marche entre les deux faisceaux tels que quoi qu'il arrive, les deux faisceaux seront en opposition de phase, c'est à dire l'un négatif lorsque l'autre est positif. Quoi qu'il arrive, si tu as deux fréquences différentes, c'est impossible : tu n'auras pas d'accord de phase !

                            Dans une onde lumineuse, ce qui varie, c'est le champ électrique, comme pour une onde radio, une micro-onde ou un rayon X, c'est seulement la longueur d'onde qui change. Donc comme pour les ondes radios, où même les signaux dans un circuit électrique, tu peux appliquer la transformée de Fourier, et tu peux construire des signaux carrés, triangulaires, etc en sommant différente fréquence. Le truc, c'est qu'on sait très bien manipuler des signaux électromagnétiques de l'ordre du gigahertz, en utilisant des composants électriques classiques. Mais on ne peut pas le faire aussi aisément pour la lumière. Je ne suis pas spécialiste de ce qu'on peut faire avec des lasers continus, mais ça me paraît extrêmement complexe d'obtenir un signal carré, vu le manque patent d'harmonique. Avec des lasers ultrabrefs, il existe des techniques permettant de créer des impulsions carrées, mais c'est un peu tricky à expliquer là.

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                              8 octobre 2015 à 21:31:19

                              "Dans le cas d'un laser peu cher, oui, parce que l'émission laser repose sur des phénomènes qui conservent un certain chaotisme, et qu'il y a donc des trains d'onde relativement court. Mais dans le cas de tiges vibrantes dans un bassin ? Il me semble qu'à ce moment là, le train d'onde est à peu près constant à partir de quelques secondes après l'allumage jusqu'à l'extinction. Le déphasage entre les deux tiges ne sera plus aléatoire."

                              Ouaip t'a raison :D. Donc, comme tu le disais, c'est surtout la différence de fréquence qui sera en jeu, si des figures d'interférence ne sont pas observées. Autant pour moi.

                              "Et c'est là que se pose un problème : tu ne peux pas avoir une onde monochromatique qui (n')existe pas depuis la nuit des temps jusqu'à la fin des temps. Il y a forcément des composantes de fréquence qui expliqueront son apparition et son extinction. Si tu ne vois pas le problème comme cela, tu peux réfléchir d'un point de vue mathématique : quelle va être la transformée de Fourier d'une fonction définie par 0 partout sauf sur -T/2 à T/2 où c'est une sinusoïde. Tu ne pourras pas avoir une série de Fourier avec une seule harmonique."

                              On est bien d'accord que le n' est une faute de frappe ? ^^ Sinon j'arrive pas trop à comprendre la phrase, mais c'est peut-être moi. Je ne comprends pas pourquoi une onde serait obligé d'arriver à une extinction ? Quand au fait qu'on ne puisse pas modéliser mathématiquement une onde qui ne s'éteint jamais, ça n'est pas une réelle justification à mes yeux : les maths sont les outils, c'est à eux de s'adapter à la physique, et pas l'inverse.

                              "Il n'y en a pas. Simplement, dans le cas des fentes d'Young, l'énergie que tu "perds" dans une raie sombre, tu la récupère dans une raie deux fois plus lumineuse juste à côté (pour simplifier). On déshabille Paul pour habiller Jacques, mais à la fin il y a autant de vêtements."

                              Ouaip, je suis d'accord là-dessus.

                              "Dans le cas de deux lasers qu'on enverrait sur le même point, tu auras forcément une certaine divergence des faisceaux, donc une différence de marche qui variera en fonction de la distance au centre du faisceau d'une manière ou d'une autre. La physique telle qu'on la connaît n'autorise jamais le phénomène de "perte d'énergie" que tu décris."

                              Qu'entends-tu exactement par divergence des faisceaux ? Le fait qu'ils ne puisse pas pointer exactement le même endroit ?

                              "Selon la technologie du casque anti-bruit, les ondes vont être réfléchies où recréées de manière plus intense à un autre endroit que ton tympan. C'est tout. Simplement, tu ne les entendras pas parce qu'elles ne seront plus sur ton capteur, mais elles feront vibrer l'air ou tes os ailleurs, en dissipant leur énergie."

                              J'avais pas vu le problème comme ça mais en effet t'as raison.

                              " tu peux construire des signaux carrés, triangulaires, etc en sommant différente fréquence"

                              Et donc elle s'observe comment la différence entre du 600nm carrés ou sinosoïdale ? :)

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                              Vous n'auriez pas un ptit calcul à me montrer ? :D

                              Ondes et interférences

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