Qu'est-ce qu'une onde stationnaire?
Une onde stationnaire est une onde qui semble vibrer sur place plutôt que d'avancer. Elle est causée par l’interaction de deux vagues identiques se déplaçant dans des directions opposées le long du même support. Les déplacements qui en résultent sont deux fois plus importants que ceux causés par une seule vague. Ils ne se déplacent pas le long du médium, mais semblent rester à des points fixes le long de la ligne.
Une onde est une perturbation d'énergie qui se propage d'un endroit à un autre le long d'un milieu. De nombreux matériaux peuvent servir de médium. L'eau est un exemple courant, mais les ondes peuvent également traverser des cordes, de l'air et de nombreuses autres substances. Les tremblements de terre sont causés par les ondes sismiques se déplaçant à travers les couches de la planète.
Il est important de noter que c'est l'énergie, pas le médium, qui voyage dans les vagues. Si deux personnes se tenant dans un gymnase tiennent une corde à sauter entre elles, l'une des personnes peut déplacer la corde de haut en bas, provoquant ainsi le passage d'une vague à travers la corde à sauter. La corde monte et descend ou d'un côté à l'autre, mais ne traverse pas le gymnase. Ce qui est transporté, c'est l'énergie, pas le médium.
Une onde stationnaire se forme lorsque l’énergie se déplace dans deux directions à la fois. C'est comme si les deux personnes qui tenaient la corde avaient commencé à la faire monter et descendre en même temps. L'énergie voyage de chaque extrémité vers le côté opposé. Lorsque l'énergie provenant d'un côté rencontre l'énergie provenant de l'autre côté, ils se gênent, provoquant une onde stationnaire.
L'amplitude d'une onde est la distance entre son point le plus haut et le point d'équilibre. Ce point le plus élevé s'appelle l'antinode. Dans la plupart des vagues, l'antinode semble se déplacer le long du médium. Avec une onde stationnaire, l'antinode reste au même endroit, car l'interférence entre les énergies qui se déplacent dans des directions opposées se produit toujours au même point. Ceci est également vrai pour les nœuds, ou points de moindre déplacement.
Les nœuds apparaissent aux points où l'énergie d'un côté monte, tandis que celle de l'autre côté descend. Les mouvements opposés s'annulent effectivement. En revanche, les antinodes d'une onde stationnaire apparaissent aux points où l'énergie de chaque côté monte ou descend au même endroit. Dans ce cas, l'énergie est doublée, ce qui rend le mouvement plus prononcé. Les antinodes sont toujours régulièrement espacées à mi-chemin entre les nœuds.