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

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

@ -53,4 +53,46 @@ $`\vec{E}=\langle \vec{E}_{\textrm{local}}\rangle_{3 - 10~\textrm{nm}}`$ et
$`\vec{B}=\langle \vec{B}_{\textrm{local}}\rangle_{3 - 10~\textrm{nm}}`$
![](Mesoscopique.PNG)
Suite au choix de cette échelle, on doit nécessairement se limiter aux ondes é.m.
dont les champs ne varient que très peu sur des distances de 3 à 10 nm, i.e. $`\lambda\gg 3`$
nm, soit $`\lambda\geq`$ 300 nm. En considérant une vitesse de phase égale à $`c`$,
cela signifie qu'on doit se limiter à des fréquences $`\nu \leq 10^{15}`$ Hz. Cette
condition sera vérifiée dans la suite du cours et nous permettra de définir des relations
"macroscopiques" entre $`\rho`$, $`\vec{j}`$, $`\vec{E}`$ et $`\vec{B}`$.
##### Décomposition d'un signal électromagnétique périodique en une somme d'OPPM (série de Fourier)
Tant que l'on reste dans un régime linéaire pour le comportement du milieu vis à
vis des champs électrique et magnétique des ondes qui s'y propagent, on peut considérer
que si plusieurs ondes vérifient les équations de propagation, alors tout signal représenté
comme la combinaison linéaire de ces ondes vérifie lui aussi les équations de propagation.
Or, tout signal périodique peut être décomposer en une somme de fonctions sinusoïdales
selon l'équation suivante (en notation complexe avec $`T`$ la période):
$`f(u)={\underset{n=-\infty}{\overset{+\infty}\sum} A_{n}(f).e^{2i\pi\frac{n}{T}u}}`$
De ce fait, on pourra se limiter dans la suite du cours à l'étude des signaux é.m.
les plus simples, c'est-à-dire les OPPMs.
##### Notion de vitesse de groupe
Lorsque l'on étudie la propagation d'un paquet d'ondes (ensemble d'OPPMs caractérisant
un signal réel par exemple) dans un milieu, chacune d'entre elles est caractérisée par
sa pulsation $`\omega`$, donc par son nombre d'onde $`k`$ et par une certaine vitesse
de phase $`v_\varphi`$ qui en découle. Pour des pulsations différentes, la vitesse
de phase peut varier. De ce fait, les ondes du paquet ne se déplacent pas toutes à
la même allure et le paquet se disperse dans le temps en fonction de la distance
parcourue dans le milieu. On peut définir une vitesse de propagation du paquet d'onde,
appelée vitesse de groupe $`v_g`$, qui tient compte de cette dispersion et qui se
détermine de la façon suivante :
$`v_g = \dfrac{\omega}{k}.`$
La vitesse de groupe est une des grandeurs caractéristiques de la propagation des
ondes dans un milieu comme nous allons le voir par la suite.
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