Séance de cours

Équation des ondes: système mécanique et vitesses de phase sur cordes

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Dans cours

PHYS-201(d): Physique générale : électromagnétisme

The topics covered by the course are concepts of electromagnetism, properties of waves, and fluid mechanics. ...

Description

Cette séance de cours couvre le développement et l'application de l'équation d'onde pour les systèmes mécaniques, expliquant les différentes vitesses des ondes sur les cordes et introduisant l'équation d'Alembert. Il explore des ondes mécaniques sur des cordes sous tension, des solutions à l'équation des ondes, des contrôles de cohérence et des exemples d'ondes suivant d'Alembert. La séance de cours traite également de l'équation des ondes généralisées, de son adaptation aux cordes et de l'ajustement de la formule de vitesse de phase. Il se termine par l'introduction du vecteur de polarisation dans le contexte des ondes transversales.

Enseignant·e

Dirk Grundler

Source officielle

Concepts associés (25)

Vitesse d'une onde

Une onde est une perturbation qui se déplace dans un milieu. Il est possible de lui associer deux vitesses d'onde, soit la vitesse de phase et la vitesse de groupe qui, parfois, ne sont pas égales : Dans un milieu homogène, la propagation dans une direction donnée d'une onde monochromatique (ou sinusoïdale) se traduit par une translation de la sinusoïde à une vitesse appelée « vitesse de phase » ou « célérité ». Dans un milieu non dispersif, cette vitesse ne dépend pas de la fréquence.

Équation des ondes

L' ou est une équation aux dérivées partielles en physique qui régit la propagation d'une onde. C'est une équation vérifiée par de nombreux phénomènes ondulatoires de la vie courante comme le son ou la lumière. avec : l'opérateur laplacien ; l'onde vectorielle; une constante, vitesse de propagation de dans le milieu considéré ; L'utilisation du laplacien permet de s'affranchir du choix d'un système de coordonnées. avec : l'opérateur de dérivée partielle seconde en appliqué sur ; , les trois variables cartésiennes de l'espace, et celle du temps.

Onde

vignette|Propagation d'une onde. Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales du milieu. Elle se déplace avec une vitesse déterminée qui dépend des caractéristiques du milieu de propagation. vignette|Une vague s'écrasant sur le rivage. Il existe trois principaux types d'ondes : les ondes mécaniques se propagent à travers une matière physique dont la substance se déforme. Les forces de restauration inversent alors la déformation.

Group velocity

The group velocity of a wave is the velocity with which the overall envelope shape of the wave's amplitudes—known as the modulation or envelope of the wave—propagates through space. For example, if a stone is thrown into the middle of a very still pond, a circular pattern of waves with a quiescent center appears in the water, also known as a capillary wave. The expanding ring of waves is the wave group or wave packet, within which one can discern individual waves that travel faster than the group as a whole.

Phase (onde)

En physique, la d'une fonction périodique est l'argument de cette fonction, noté souvent . Elle est définie modulo la période, c'est-à-dire à un nombre entier de périodes près. Par exemple, la hauteur d'un pendule oscillant est une fonction sinusoïdale de la forme . La phase vérifie alors à près, avec la pulsation et la phase initiale. La phase est une grandeur sans dimension. Cependant, dans le cas d'un signal sinusoïdal, on attribue l'unité radian ou degré à la phase.

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