PC - physique - le cahier de texte 2010/2011

COURS Phénomènes de propagation-Equation de d'Alembert

• Chaîne d'oscillateurs couplés :
     - chaîne infinie : mise en équation
     - modèle mésoscopique du solide : module d'Young
  
• Autres exemples de phénomènes régis par l'équation de d'alembert :
     - ondes de tension et courant dans une ligne électrique
     - ondes transversales dans une corde tendue
     - ondes électromagnétiques dans le vide

COURS Phénomènes de propagation-Equation de d'Alembert

• Solutions de l'équation de d'Alembert :
     - solutions unidimensionnelles : ondes planes
     - caractéristiques des ondes planes - ondes planes harmoniques
     - solutions à symétrie sphérique : onde sphérique
     - solutions à variables séparées : ondes stationnaires
• Un exemple d'ondes stationnaires : les cordes vibrantes
     - modes propres d'une corde vibrante
     - corde de Melde

COURS  Aspects caractéristiques des phénomènes ondulatoires

• Mise en équation des ondes acoustiques
     - l'approximation acoustique
     - équation de propagation
     - célérité des ondes sonores
• Impédance d’onde
     - cas des ondes acoustiques : impédance acoustique
     - impédance caractéristique d'une ligne électrique
     - généralisation de la notion d'impédance d'onde

COURS Aspects caractéristiques des phénomènes ondulatoires

• Aspect énergétique des phénomènes ondulatoires
     - cas de la ligne électrique : energie localisée , puissance transportée,
     - ondes acoustiques : energie localisée, intensité sonore
     - généralisation : vitesse de propagation de l'énergie

COURS Aspects caractéristiques des phénomènes ondulatoires

• Réflexion et transmission d'une onde plane
     - exemple d'une ligne électrique fermée sur une impédance quelconque
     - exemple d'une onde acoustique à l'interface entre deux fluides
     - obtention d'ondes stationnaires , TOS

T.D. Exercices

• PO9 Effet Doppler
• PO10 Ligne électrique fermée sur une impédance R, L, C
• PO11 Réflexion et transmission entre chaînes d’oscillateurs
• PO12 Inhomogénéité dans une corde

COURS Ondes Electromagnétiques dans le vide

• Structure de l'onde plane électromagnétique dans le vide illimité:
     - transversalité et orthogonalité des champs
     - l'onde électromagnétique sinusoïdale : états de polarisation

COURS Ondes Electromagnétiques dans le vide

• Structure de l'onde plane électromagnétique dans le vide illimité:
     - l'impédance du vide
     - énergie des ondes électromagnétiques
• Réflexion d'une onde électromagnétique sur un conducteur :
     - notion de conducteur parfait
     - réflexion sous incidence normale : structure de l'onde réfléchie,onde stationnaire résultante, pression de radiation

T.D. Exercices

• PO13 Onde acoustique dans un tuyau à paroi mobile
• PO16 Superposition d'ondes électromagnétiques : interférences

COURS Dispersion absorption

• chaîne d'oscillateurs dispersive
• dispersion et absorption dans une corde tendue
• Propriétés caractéristiques des milieux dispersifs :
     - relation de dispersion : dispersion, absorption

COURS Dispersion absorption

• Propriétés caractéristiques des milieux dispersifs :
     - vitesse de phase , vitesse de groupe
     - propagation d'un paquet d'ondes

      Milieux électromagnétiques dispersifs

• Ondes transverses dans un plasma :
     - relation de dispersion : vitesse de phase , vitesse de groupe
     - ondes évanescentes
• Milieux diélectriques
     - le phénomène de polarisation
     - le modèle de l'électron élastiquement lié
     - courants et charges de polarisation
     - milieux LHI
     - structure d'une onde dans un milieu LHI
     - cas de l'optique : indice complexe

COURS Milieux électromagnétiques dispersifs

• Milieux diélectriques :
     - comportement à l'interface entre deux milieux LHI :
              - lois de Descartes
              - calcul de r, t, R, T sous incidence normale
• Guides d'ondes :
     - position du problème
     - exemple d'une onde TE entre deux plans parallèles

T.D. Exercices

• PO17 Couche anti reflet

COURS Rayonnement dipolaire électrique

• Hypothèses d'étude : les distances et zones caractéristiques
• Champ électromagnétique rayonné :
     - structure de l'onde rayonnée
     - puissance rayonnée
• Diffusion Rayleigh :
     - diffusion d'une onde incidente par un milieu diélectrique
     - cas de la diffusion Rayleigh

T.D. Exercices

• PO18 Cable coaxial
• PO20 guide d'onde sonore exponentiel