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Phénomènes périodiques
Tube de Kundt à sorties analogiques
Réf : 222044
Le microphone à électret, capteur d'exploration de l'état vibratoire du tuyau, est sensible à
la pression de l'air : il permet donc de détecter les nœuds N et les ventres V de pression
(ainsi que les états intermédiaires).
Au niveau du haut-parleur (source sonore) : la membrane du haut-parleur vibre et constitue
une région de déplacement maximal (ventre de déplacement). C'est donc un nœud de
pression N.
Le cas de l'autre extrémité dépend de son état :
Conditions d'existence des ondes stationnaires
Pour des conditions particulières, les nœuds de pression (N) ont des valeurs quasi nulles et
les ventres de pression (V) prennent une amplitude maximale. Ce phénomène correspond
à un état de résonance de l'air du tuyau avec la membrane vibrante du haut-parleur.
L'état le plus simple correspond à l'existence d'un ventre de pression à l'extrémité du haut-
parleur et à un nœud de pression à l'extrémité ouverte. Schématiquement, on a la répartition
suivante :
Extrémité ouverte
La distance entre deux nœuds est λ/2. Si L est la longueur du tuyau, elle doit alors satisfaire
à L = λ /2.
Comme on a toujours la relation : λ = v/N, on constate que la longueur du tuyau doit être :
L = λ /4 = v/4N, soit N = v/2L
Par exemple, pour L = 50 cm et la valeur de v = 346 m.s
trouve une fréquence du son émis par le haut-parleur :
N = 346/ (2 x 0,5) = 346 Hz
Cependant, d'autres modes de vibration sont possibles. Le plus simple, décrit ci-dessous,
correspond à l'état stationnaire suivant :
Cette fois, la nouvelle longueur d'onde λ' doit être telle que l = 2. λ' / 2 ou encore : L = λ' ce
qui donne une fréquence :
FRANÇAIS
•
Si l'extrémité est ouverte : la pression y est constante (c'est la pression
atmosphérique) et on a donc un nœud de pression N.
•
Si l'extrémité est fermée (bouchon mis en place), le déplacement de l'air y est
nul, par conséquent, on y trouve un ventre de pression V.
•
Cas du tuyau ouvert
N
N
V
N
V
'/
L
-1
(vitesse du son vers 25 °C), on
N' = 2 x N
5
V
Haut-parleur
N
'/
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