Une oscillation est une vibration périodique d'un système ayant un point d'équilibre stable tel que se système soit écarté du point d'équilibre et que ce système possède des forces de rappel qui tendent à ramener le système vers des points d'équilibre.
Une onde, c'est l'évolution spatiale et temporelle qui intervient lorsqu'il y a des oscillations ou si un système peut échanger de l'énergie avec son voisin ou qu'un système est en équilibre thermique, mécanique, électrique et cet équilibre est perturbé par une perturbation extérieure.
L'oscillation harmonique simple:
a une Amplitude constante.
a une période indépendante de l'amplitude.
Le mouvement harmonique simple
La force de rappel est proportionelle et de sens opposé au déplacement à partir de la position d'équilibre.
L'énergie potentielle + l'énergie cinétique est constante.
La résonance
Il y a résonance lorsqu'une force périodique dont la fréquence est proche de la fréquence propre de l'oscillation du système fait son effet.
Nous voyons dans ces deux courbes une valeur de D indiquant les cas où l'oscillation est forcée, d ,étant l'amortissement.
L'oscillation amortie
Ici linéairement
L'oscillation forcée est une oscillation amortie avec laquelle on introduit une force périodique pour continuer les oscillations dans le temps.
Superposition de vibrations de même fréquence
De fréquences différentes
Ici les fréquences sont proches d'où production de battement ici de deux ondes ayant la même valeur de crête.
Ici les fréquences sont très éloignées d'où production d'une modulation ici d'amplitude.
L'analyse de Fourier
La somme de plusieurs courbes sinusoïdales donnent une courbe périodique et inversement.
Ici le spectre de Fourier représentant un histogramme amplitude/ fréquence pour la courbe périodique du bas d'un signal carré.
Oscillateurs couplés
Les oscillateurs couplés sont constitués de plusieurs oscillateurs s'influençant mutuellement par l'intermédiaire d'un organe de couplage. Les différents oscillateurs échangent leur énergie.
Les oscillateurs ont plusieurs façons d'osciller appelés modes propres.
en phase
Les pendules
Le pendule peut osciller dans des petites amplitudes, ses oscillations sont des oscillations harmoniques qui se situent dans le même plan de l'espace du plan de l'oscillation ,ainsi on peut voir la rotation de la terre grâce à un pendule de Foucault par exemple.
L'équation de mouvement d'un pendule composé est égale au produit du moment d'inertie par l'accélération angulaire.