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Claude Meny 6 years ago
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      01.curriculum/01.physics-chemistry-biology/04.Niv4/04.electromagnetism/02.electromagnetic-waves-vacuum/02.electromagnetic-waves-vacuum-main/textbook.fr.md

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01.curriculum/01.physics-chemistry-biology/04.Niv4/04.electromagnetism/02.electromagnetic-waves-vacuum/02.electromagnetic-waves-vacuum-main/textbook.fr.md

@ -76,16 +76,16 @@ de solution
$`\Delta \overrightarrow{X} - \dfrac{1}{v_{\phi}} \; \dfrac{\partial^2 \;\overrightarrow{X}}{\partial\; t^2}=0`$ $`\Delta \overrightarrow{X} - \dfrac{1}{v_{\phi}} \; \dfrac{\partial^2 \;\overrightarrow{X}}{\partial\; t^2}=0`$
de solution
de solution générale :
#### équation d'onde amortie
<!--#### équation d'onde amortie
$`\Delta \overrightarrow{X} - \dfrac{1}{v_{\phi}} \; \dfrac{\partial^2 \;\overrightarrow{X}}{\partial\; t^2}= $`\Delta \overrightarrow{X} - \dfrac{1}{v_{\phi}} \; \dfrac{\partial^2 \;\overrightarrow{X}}{\partial\; t^2}=
\beta \; \dfrac{\partial \overrightarrow{X}}{\partial t}`$ \beta \; \dfrac{\partial \overrightarrow{X}}{\partial t}`$
où $`\beta`$ est le terme d'amortissement où $`\beta`$ est le terme d'amortissement
de solution
de solution -->
L'expression de l'opérateur Laplacien vectoriel $`\Delta`$ en fonction des opérateurs $`grad`$, $`div`$ et $`rot`$ est : L'expression de l'opérateur Laplacien vectoriel $`\Delta`$ en fonction des opérateurs $`grad`$, $`div`$ et $`rot`$ est :
@ -95,7 +95,9 @@ $`\Delta =\overrightarrow{grad} \left(div\right) - \overrightarrow{rot}\, \left(
### Equation d'onde pour le champ électromagnétique ### Equation d'onde pour le champ électromagnétique
(Ou "Etude du Laplacien du champ électromagnétique") (Ou "Etude du Laplacien du champ électromagnétique")
Equation d'onde pour le champ électrique $`\overrightarrow{E}`$
L'idée est de calculer pour chacun des champs $`\overrightarrow{E}`$ et $`\overrightarrow{E}`$
l'expression de son Laplacien, pour voir si une identification avec l'équation d'onde est
réalisée.
Pour établir l'expression $`\;\;\Delta \overrightarrow{E}\;\;`$, je calcule Pour établir l'expression $`\;\;\Delta \overrightarrow{E}\;\;`$, je calcule
$`\;\;\overrightarrow{rot}\left(\overrightarrow{rot}\;\overrightarrow{E}\right)\;\;`$ puis $`\;\;\overrightarrow{rot}\left(\overrightarrow{rot}\;\overrightarrow{E}\right)\;\;`$ puis
@ -137,7 +139,6 @@ ce qui donne par identification au premier terme de l'équation d'onde :
$`\Delta \;\overrightarrow{E}-\mu_0 \epsilon_0 \;\dfrac{\partial^2 \overrightarrow{E}}{\partial t^2} = \dfrac{1}{\epsilon_O} \; $`\Delta \;\overrightarrow{E}-\mu_0 \epsilon_0 \;\dfrac{\partial^2 \overrightarrow{E}}{\partial t^2} = \dfrac{1}{\epsilon_O} \;
\overrightarrow{grad}\left(\rho \right)+ \mu_0\;\dfrac{\partial \overrightarrow{j}}{\partial t} `$ \overrightarrow{grad}\left(\rho \right)+ \mu_0\;\dfrac{\partial \overrightarrow{j}}{\partial t} `$
#### Equation d'onde pour le champ magnétique $`\overrightarrow{B}`$
Une étude de forme identique (proposée en autotest dans la partie beyond) me conduirait Une étude de forme identique (proposée en autotest dans la partie beyond) me conduirait
pour le champ magnétique $`\overrightarrow{B}`$ à l'équation de propagation : pour le champ magnétique $`\overrightarrow{B}`$ à l'équation de propagation :
@ -153,6 +154,21 @@ sont nulles :
$`\rho=0`$ et $`\overrightarrow{j}=\overrightarrow{0}`$ $`\rho=0`$ et $`\overrightarrow{j}=\overrightarrow{0}`$
Le champ électrique de l'onde électromagnétique vérifie l'équation d'onde :
Le champ électromagnétique vérifie les deux équations d'onde :
$`\Delta \;\overrightarrow{E}-\mu_0 \epsilon_0 \;\dfrac{\partial^2 \overrightarrow{E}}{\partial t^2} = O`$
et $`\Delta \overrightarrow{B}-\epsilon_0\mu_0\;\dfrac{\partial^2 \overrightarrow{B}}
{\partial t^2}=0`$
L'identification avec l'équation d'onde simple
$`\Delta \overrightarrow{X} - \dfrac{1}{v_{\phi}} \; \dfrac{\partial^2 \;\overrightarrow{X}}{\partial\; t^2}=0`$
me dit que champ électrique et magnétique se propagent simultanément dans l'espace vide
à la vitesse $`v_{\phi}`$ telle que :
$`\dfrac{1}{v_{\phi}}=\mu_0 \epsilon_0`$, soit $`v_{\phi}=\dfrac{1}{\mu_0 \epsilon_0}
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