Onde stationnaire - Définition

Une onde stationnaire est le phénomène résultant de la propagation simultanée dans des directions différentes de plusieurs ondes de même fréquence, dans le même milieu physique, qui forme une figure dont certains éléments sont fixes dans le temps. Au lieu d'y voir une onde qui se propage, on constate une vibration stationnaire mais d'intensité différente, en chaque point observé. les points fixes caractéristiques sont appelés des nœuds de vibration.

Les points rouges marquent les nœuds

L'onde stationnaire est la superposition de deux ondes progressives de sens de propagation opposés

Les milieux affectés par des ondes stationnaires peuvent être à une, deux ou trois dimensions ; voici quelques exemples :

• une dimension
  • corde vibrante
  • tuyau sonore (en première approximation, d'autant meilleure que son diamètre est plus faible)
  • fibre optique
• deux dimensions :
  • table d'harmonie des instruments de musique
  • surface d'un plan d'eau ou d'un réservoir de mercure
• trois dimensions
  • volume intérieur d'une église (vis-à-vis du son de l'orgue)
  • espace affecté par des interférences lumineuses

Selon le point observé, les vibrations produites par les différentes ondes s'additionnent ou se compensent de manière partielle ou totale, ce qui provoque à des emplacements définis et fixes leur neutralisation mutuelle (endroits appelés " nœuds " : les vibrations disparaissent) ou leur addition (endroits appelés " ventres " : les vibrations sont amplifiées et maximales). La distance séparant un ventre du nœud le plus proche égale le quart de la longueur d'onde.

Les ondes stationnaires peuvent affecter tous les phénomènes vibratoires : mécaniques, sonores, optiques, électromagnétiques…

Les ondes stationnaires peuvent être mises en évidence de nombreuses façons : cordes vibrantes, tube de Kundt, interférences sonores ou lumineuses, etc.