Que se passe-t-il aux autres fréquences ?
Si on quitte la fréquence de résonance pour une fréquence plus basse, il ne se passe rien. Le niveau sonore redevient celui généré par la source et par la réverbération (plus ou moins diffuse).
Quand on augmente la fréquence du signal, il ne se passe rien non plus jusqu’à ce que la fréquence atteigne le double de la précédente.
Là on observe un phénomène similaire à la première résonance. Mais comme la longueur d’onde est deux fois plus courte, l’annulation se produit plus près du mur à environ un quart de sa longueur. Ensuite, l’onde incidente et la réflexion se retrouvent en phase à mi-parcours. Les pressions s’ajoutent. Enfin, une seconde opposition de phase se présente ce qui entraîne une nouvelle annulation (courbe bleue ci-dessous).
.......................................Résumé :
Quand on double la fréquence de la première résonance, on obtient une nouvelle résonance avec deux points d’annulation et une crête d’amplitude au milieu de la pièce. La pression sur les murs est toujours maximale.Un auditeur placé au milieu de la pièce n'entendra pas les notes à f1 mais les notes à f2 paraîtront beaucoup plus fortes. S'il se déplace d'un ou deux mètres f1 réapparaîtra tandis que f2 aura disparu.
Si on multiplie la première fréquence (appelée fondamentale ou f1) par trois, on trouve une 3eme résonance avec 3 annulations et 2 crêtes d’amplitude.
Pourquoi "
stationnaire" ?
L’animation ci-dessous montre le mécanisme d’une onde stationnaire avec une fréquence f3 triple de la fondamentale. L'image est fermée à gauche et à droite par des murs non représentés.
......................................La courbe verte représente l’onde incidente générée par la source (instrument de musique ou haut-parleur).
La courbe jaune est produite par la réflexion sur le mur de droite d’abord puis celui de gauche.
La courbe oscillante bleue représente la somme des énergies du signal généré par la source (en vert) et du signal réfléchi (en jaune). Vous remarquerez que les courbes verte et jaune se déplacent, alors que la résultante bleue est fixe. C'est pour cela qu'on l'appelle:
"onde stationnaire".La courbe rouge montre la pression acoustique constante produite par la courbe bleue. A cette fréquence, on observe 3 zones d'annulation dans la pièce. Si on augmente encore la fréquence, on trouvera successivement 3, 4 , 5... noeuds répartis sur la longueur de la pièce.
L'oscillation de la courbe bleue est ressentie comme étant la note audible. L’auditeur ne ressent pas le mouvement de l’illustration, bien trop rapide dans la réalité. Il entend un son stable plus ou moins fort selon qu'il se trouve dans un
nœud (annulation) ou dans un
ventre de pression (courbe rouge).
L'écart d'amplitude entre les ventres et les noeuds atteint fréquemment 30dB voir davantage.
Ecoutez un CD avec un programme assez riche en basses fréquences et promenez-vous dans la pièce. Vous remarquez que les notes graves sont plus ou moins fortes suivant la fréquence et l'endroit où vous vous trouvez. Mettez votre tête dans un angle de la pièce...
Intéressant n'est-ce pas ?
JPL