Semaine du lundi 18 mars 2024
O2 : Ondes sonores dans les fluides
Approximation acoustique. Classer les ondes sonores par domaines fréquentiels. Justifier les hypothèses de l’approximation acoustique par des ordres de grandeur. Écrire les équations locales linéarisées : conservation de la masse, équation thermodynamique, équation de la dynamique.
Équation de d’Alembert pour la surpression. Établir l’équation de propagation de la surpression formulée avec l’opérateur laplacien.
Célérité. Exprimer la célérité en fonction de la température pour un gaz parfait. Citer les ordres de grandeur de la célérité pour l’air et pour l’eau.
Densité volumique d’énergie sonore, vecteur densité de courant énergétique. Utiliser les expressions admises du vecteur densité de courant énergétique et de la densité volumique d’énergie associés à la propagation de l’onde.
Intensité sonore, niveau d’intensité sonore. Définir l’intensité sonore et le niveau d’intensité sonore. Citer quelques ordres de grandeur de niveaux d’intensité sonore.
Ondes planes progressives harmoniques. Onde longitudinale. Décrire le caractère longitudinal de l'onde sonore. Discuter de la validité du modèle de l’onde plane en relation avec le phénomène de diffraction. Utiliser le principe de superposition des ondes planes progressives harmoniques.
Impédance acoustique. Établir et utiliser l’impédance acoustique définie comme le rapport de la surpression sur le débit volumique ou comme le rapport de la surpression sur la vitesse.
Onde sonore sphérique harmonique divergente. Commenter l'expression fournie de la surpression générée par une sphère pulsante : atténuation géométrique, structure locale.
O3 : Ondes électromagnétiques dans le vide
Bilan de Poynting de l'énergie électromagnétique dans un milieu quelconque
Densité volumique d’énergie électromagnétique et vecteur de Poynting. Équation locale de Poynting. Identifier les différents termes de l’équation locale de Poynting. Exprimer la puissance rayonnée à travers une surface à l’aide du vecteur de Poynting.
Ondes électromagnétiques dans le vide
Propagation des vecteurs champs électrique et magnétique dans une région sans charge ni courant. Citer les domaines du spectre des ondes électromagnétiques et leur associer des applications. Établir les équations de propagation.
Structure d’une onde plane progressive harmonique. Utiliser la notation complexe. Établir la relation entre le vecteur champ électrique, le vecteur champ magnétique et le vecteur d’onde. Associer la direction du vecteur de Poynting et la direction de propagation de l’onde. Associer le flux du vecteur de Poynting à un flux de photons en utilisant la relation d’Einstein-Planck.
Polarisation rectiligne. Identifier l'expression d'une onde électromagnétique plane progressive polarisée rectilignement.
