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Phénomènes périodiques
Tube de Kundt à sorties analogiques
Réf : 222044
Avec le tuyau proposé : N'= 692 Hz, qu'il est facile d'obtenir.
D'une façon générale, la longueur du tuyau doit représenter un nombre entier k de fois la
demi-longueur d'onde du son émis :
Ce qui correspond à une fréquence sonore :
Remarque : Ces états remarquables successifs sont obtenus en fixant la fréquence du GBF
qui alimente le haut-parleur.
Lorsqu'un système d'ondes stationnaires est atteint, il se manifeste par un renforcement de
l'intensité sonore provenant du tuyau (lorsqu'il est ouvert), sensible à l'oreille.
Ici, l'état le plus simple correspond à l'existence d'un ventre de pression à l'extrémité fermée
et à un nœud de pression au niveau du haut-parleur. Schématiquement, on a la répartition
suivante :
La distance entre un nœud et un ventre est λ/4. Si L est la longueur du tuyau, elle doit
satisfaire à l'égalité L = λ /4. Comme la vitesse v du son dans l'air est liée à la longueur
d'onde et à la fréquence N de l'onde émise par le haut-parleur par λ = v/N, on constate que
la longueur du tuyau doit être :
Par exemple, pour L = 50 cm et une valeur de v = 346 m.s
22°C), on trouve une fréquence du son émis par le haut-parleur :
Remarque : Le haut-parleur de 5 cm de diamètre est incapable de générer un son de
fréquence aussi faible et l'expérience n'est guère réalisable.
D'autres modes de vibration sont cependant possibles. Le suivant correspond à l'état
stationnaire :
Cette fois, la nouvelle longueur d'onde λ' est telle que L = λ'/2 + λ'/4 = 3. λ'/4,
ce qui donne une fréquence : N' = v/ λ' = 3.v/4L = 3.N
Soit la valeur numérique : N' = 3.N = 3 x 173 = 519 Hz
D'une façon générale, la longueur du tuyau doit représenter un nombre impair
(2k + 1) de fois le quart de longueur d'onde du son émis :
Ce qui correspond à une fréquence sonore :
FRANÇAIS
•
Cas du tuyau fermé
V
Extrémité fermée
Extrémité fermée
V
N = (2k + 1) v/4L (v = vitesse du son dans l'air)
L = k λ /2
N'= k N = k. v/2L
L
λ / 4
L = λ /4 = v/4N, soit N = v/4L
N = 346/(4 x 0,5) = 173 Hz
N
V
λ'/2
/ 2
L = (2k + 1). λ /4
6
N
Haut-parleur
(vitesse du son dans l'air à
-2
Haut-parleur
N
λ'/ 4
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