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ondes électromagnétiques (MP) · Chapitre 3 · Application directe du cours

Analogie avec la corde de Melde

Réflexion sur un conducteur ; ondes stationnaires et cavités · niveau 2

Énoncé

Pour aller plus loin : les ondes sur une corde ne sont au programme ni de MP, MPI et PT, ni de leurs premières années (MPSI, MP2I, PTSI) ; l'équation et la célérité sont fournies. Le déplacement transversal d'une corde tendue vérifie l'équation de d'Alembert , de célérité ( tension, masse linéique). Une corde de guitare de longueur , fixée à ses deux extrémités, a la célérité . Donner sa fréquence fondamentale et comparer la démarche à celle de la cavité électromagnétique.

Corrigé

La corde est fixée aux deux bouts : pour tout , comme sur les parois de la cavité. Même équation, mêmes conditions aux limites : mêmes modes, , avec et . Le fondamental vaut

La démarche est identique à celle de la cavité : seules changent la nature de la grandeur qui vibre (déplacement ou champ ) et l'expression de la célérité ( ou ). Le spectre est harmonique dans les deux cas. Les ordres de grandeur, eux, diffèrent d'un facteur : pour la corde, pour une cavité de taille voisine.

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