Deux cordes différentes sont reliées en . Celle de gauche, numérotée 1, a une masse linéique et celle de droite, numérotée 2, une masse linéique . Elles sont tendues sous une tension .
Une onde se propage dans la corde 1. On observe qu’en , elle donne naissance à une onde réfléchie sur la corde 1 et à une onde transmise sur la corde 2. On modélise ces trois ondes par :
1/ Quelles sont les natures des 3 ondes ?
2/ Montrer que les trois pulsations temporelles sont identiques.
L’onde dans la corde 1 est
et l’onde dans la corde 2 est
En , les cordes sont reliées, on a donc
Sur une copie on peut s’arrêter là et dire que le terme de gauche et le terme de droite sont deux fonctions harmoniques égales à tout temps donc elles ont même pulsation (et même phase, même amplitude). On trouve alors
D’où
On peut le démontrer plus rigoureusement :
Le terme de droite ne dépend pas de donc celui de gauche non plus :
En utilisant l’équation (1), on trouve que dans les deux cas, .
3/ En appliquant le théorème de la résultante cinétique sur une portion de corde de longueur à la jonction, montrer que
On notera et les tensions exercées de part et d’autre de la jonction.
Le TRC s’écrit
En faisant tendre vers , on trouve
La projection de cette égalité sur donne , la tension est la même dans les deux cordes.
La projection de cette égalité sur donne
Soit
4/ Définir puis établir les coefficients de réflexion et de transmission en amplitude et , en fonction des célérités et dans les cordes.
L’équation de la question précédente peut être réécrite
En combinant cette égalité avec (1), on obtient
D’où
On en déduit les coefficients de réflexion et de transmission en amplitude
On peut les exprimer en fonction des célérités en utilisant les relations de dispersion et :