Navigation Menu+

L’oscillateur harmonique : un concept important en physique

Les propriétés de l’oscillateur harmonique 

Décrire l’évolution d’un système physique nécessite la présence d’un outil spécifique dont l’oscillateur harmonique, outil permettant également de décrire l’état du système physique en question. En effet, c’est un concept assez important en physique c’est pourquoi son étude et sa pratique se retrouvent dans plusieurs domaines comme dans la mécanique, dans l’électricité, dans l’électronique et dans l’optique. Les systèmes oscillants sont généralement à l’origine des systèmes physiques réels pour lesquels l’influence des mouvements de frottements est rendu négligeable mais que par la suite ces systèmes peuvent se rendre spécifiques en oscillateurs harmoniques. Par ailleurs, en physique, il a été constaté que l’oscillateur harmonique montre la propriété fondamentale d’isochronisme des oscillations, autrement dit cela se traduit par une période donnée qui est constante et nommée To au bout de laquelle les mouvements oscillatoires se répètent de façon identique, ce qui nous ramène à déduire qu’à ce niveau, l’énergie du système est donc conservée à tout moment même durant les oscillations.

propriete-fondamentale-disochronisme-de-loscillateur-harmonique.jpg

 

Les limitations de ce modèle 

Comme l’oscillateur harmonique est d’une grande importance en physique, ce modèle présente également certaines limitations généralement de deux ordres. Ainsi ces limites sont caractérisées par les limites de ce modèle par les systèmes réels et la limitation dans le cas d’une dissipation d’énergie se traduisant par l’oscillateur harmonique amorti. Pour la première limitation, on ne peut pas dire que le comportement d’un système physique réel donné est celui d’un oscillateur harmonique tant que celui-ci ne se produit pas dans un domaine restreint même en laissant de côté tout terme de consommation d’énergie. A titre d’exemple, c’est uniquement dans la limite des petites oscillations que le système physique masse-ressort est considéré comme oscillateur harmonique. Pour la deuxième limitation,  si la dissipation d’énergie est faible, les propriétés physiques du système seront invariantes au fil du temps, et en prenant en compte la dissipation d’énergie, le caractère conservatif du système ne sera plus valide, à ce moment-là la loi de la physique demande la prise en compte de la puissance perdue par dissipation qui est souvent négative.

la-limitation-de-loscillateur-harmonique-par-les-systemes-reels.jpg