ÉTUDE EXPÉRIMENTALE DES ONDES.

SUPERPOSITION D’ONDES. APPROCHE EXPÉRIMENTALE DES
INTERFÉRENCES.
I. Fondements de la physique des ondes.
1°) Qu’est-ce qu’une onde ?
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Le concept d’onde est l’un des plus universels de la physique mathématique. À l’origine, la notion d’onde est liée à un mouvement vibratoire d’une source, provoquant une déformation du milieu dans lequel elle se trouve, avec la possibilité de se propager de proche en proche.

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Historiquement, la notion d’onde s’est développée en opposition à celle de particule (penser à la critique de la conception corpusculaire de la lumière par Huygens en 1690). La notion d’onde opère dans l’ordre du continu alors que le concept de particule relève du discret.

Description d’une particule par :

Description d’une onde par

sa position dans l'espace son énergie ou

à une date t

sa vitesse (ou qté de mouvt )

Son amplitude ou fonction d’onde définie en tous les points de l’espace-temps

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La nature mathématique de cette « fonction amplitude
» dépend du type de phénomène que représente l’onde :
 scalaire (ex. onde sonore ou signal électrique dans une ligne)
 vecteur (ex. onde mécanique sur une corde tendue)
 un ensemble de deux champs couplés pour les OEM
 une matrice (ex. ondes sismiques P et S)
 un tenseur pour la gravitation einsteinienne….

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Les visions particulaires et ondulatoires sont radicalement différentes quant à leur traitement mathématique :
Description d’une onde par :
Déplacement d’une particule décrit par :

Une équation différentielle ordinaire de la seule variable t (E.D.O.)


Trajectoire de la particule r (t ) .

Une équation de propagation (éqn. aux dérivées partielles ou E.D.P.)

Déplacement des surfaces d’ondes 

lieu des points t.q. à t donné, (r , t )

cte

2°) Le principe de superposition :
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La différence entre ondes et particules apparaît pleinement lorsqu’on étudie la rencontre de deux ondes. On peut même considérer que le principe constitutif du concept d’onde est le