diff --git a/01.curriculum/01.physics-chemistry-biology/04.Niv4/04.electromagnetism/04.electromagnetism-in-media/02.electromagnetic-waves-in-media/main/textbook.fr.md b/01.curriculum/01.physics-chemistry-biology/04.Niv4/04.electromagnetism/04.electromagnetism-in-media/02.electromagnetic-waves-in-media/main/textbook.fr.md index bc35c4780..e92ef7512 100644 --- a/01.curriculum/01.physics-chemistry-biology/04.Niv4/04.electromagnetism/04.electromagnetism-in-media/02.electromagnetic-waves-in-media/main/textbook.fr.md +++ b/01.curriculum/01.physics-chemistry-biology/04.Niv4/04.electromagnetism/04.electromagnetism-in-media/02.electromagnetic-waves-in-media/main/textbook.fr.md @@ -346,3 +346,87 @@ Nous nous limiterons dans la suite du cours à l'étude de la propagation d'une des équations de propagation des champs. +#### OPPM dans un M.L.H.I. + +Nous allons maintenant nous attacher à déterminer les caractéristiques d'une OPPM +se propageant dans un M.L.H.I. en résolvant l'équation de propagation de champs +électrique et magnétique. + +##### Equation de dispersion et constante diélectrique généralisée + +Le calcul de l'équation de propagation du champ $`\vec{E}`$ ou $`\vec{B}`$ à partir +des équations de Maxwell généralisées conduit, lorsque l'on travaille en notation +complexe, à l'équation de dispersion du milieu : + +\begin{equation} +k^2=\underline{\mu} \,\underline{\epsilon}_{g} \,\omega^2 \, \text{ ,} +\end{equation} + +où $`\underline{\epsilon}_{g}`$ est la constante diélectrique généralisée définie par : + +\begin{equation} + \underline{\epsilon}_{g}(\omega) = \underline{\epsilon} + \dfrac{i \underline{\sigma}}{\omega}. +\end{equation} + +! *Remarque :* Dans certains livres de référence la notation de $`\underline{\epsilon}_{g}`$ +est souvent $`\underline{\epsilon}^{\ast}$. +! + +L'équation de dispersion relie donc le nombre d'onde $`k`$ aux propriétés du milieu +L.H.I. ($`\sigma`$, $`\epsilon`$ et $`\mu`$) et à la pulsation de l'onde $`\omega`$. +Dans le cas général :` + +\begin{eqnarray} +\underline{\sigma}(\omega) & = & \sigma^{'}(\omega) + i\sigma^{''}(\omega) \, \text{ ,} \\ +\underline{\epsilon}(\omega) & = & \epsilon^{'}(\omega) + i\epsilon^{''}(\omega) \, \text{ ,} \\ +\underline{\mu}(\omega) & = & \mu^{'}(\omega) + i\mu^{''}(\omega) \, \text{ .} +\end{eqnarray} + +$`\underline{k}`$ sera par conséquent un nombre complexe dépendant de $`\omega`$. + + +##### Trois types de propagation + +L'analyse de l'équation de dispersion conduit à la distinction de 3 types de propagation +en fonction de $`k^2`$. + +**Si $`k^2`$ réel positif** : + +Dans ce cas, *$`k`$ sera un réel pur* tel que $`k=\pm k^{'}`$, avec $`k^{'}(\omega) \in \Re^+`$ +; le signe de $`k`$ sera fonction du sens de propagation. En optant ici pour le signe +positif, le champ $`\underline{\vec{E}}`$ s'écrit alors : + +**$`\underline{\vec{E}} = \vec{E}_0 \exp{i(\vec{k}.\vec{r}-\omega t)} = \vec{E}_0 \exp{i(\vec{k\,'}.\vec{r}-\omega t)}`$** + +On retrouve l'expression d'une **OPPM qui se propage sans atténuation dans le milieu**. + +![](prop_lib_g.png) + +* **Si $`k^2`$ réel négatif** + +Dans ce cas, *$`k`$ sera un imaginaire pur* tel que $`k=\pm i k''`$, avec $`k''(\omega) \in \Re^+`$ +; le signe de $`k`$ sera fonction du sens de propagation et, en physique, devra +nécessairement conduire à une atténuation de l'amplitude des champs au fur et à +mesure que l'onde s'y enfonce (s'il n'y a aucune source extérieure apportant de +l'énergie à l'onde). En optant ici pour le signe positif, le champ $`\underline{\vec{E}}`$ +s'écrit alors : + +$`\underline{\vec{E}} = \vec{E}_0 \exp{i(\vec{k}.\vec{r}-\omega t)} = \vec{E}_0 \exp{i(i\vec{k}^{''}.\vec{r}-\omega t)}`$ + +soit + +**$`\underline{\vec{E}} = \vec{E}_0 \exp{(-\vec{k}^{''}.\vec{r})}\exp{(-i\omega t)}`$** + +On obtient une *expression réelle du champ* sous la forme : + +*$`\vec{E} = \vec{E}_0 e^{-\vec{k}^{''}.\vec{r}} \cos{(\omega t)}\;`$*, + +ce qui correspond à une *onde stationnaire atténuée*, encore appelée **onde évanescente**. + +![](electromagnetic-wave-media-evanescente.jpg) + +* **Si $`k^2`$ complexe** + + + +