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Pipeline #13552 canceled with stage
......@@ -16,7 +16,38 @@ $`\mathbf{\Delta\;\overrightarrow{E}=\;\overrightarrow{grad}\big(div\;\overright
Vérifions sont expression en coordonnées cartésiennes :
#### Quelle combinaison est nécessaire pour montrer qu'un champ vectoriel se propage ?
#### L'opérateur Laplacien scalaire, et la propagation d'un champ scalaire
##### Propagation d'une onde réelle unidimensionnelle.
* Ici, la scalaire (qui peut être un nombre réel ou complexe) est réel.
$`\dfrac{\partial^2 f}{\partial x}-\dfrac{1}{\mathscr{v}^2}\dfrac{\partial^2 f}{\partial t^2}=0`$
##### Propagation d'une onde scalaire bidimensionnelle.
En coordonnées cartésiennes, l'équation de propagation d'une onde scalaire bidimensionnelle s'écrit :
$`\left(\dfrac{\partial^2 f}{\partial x^2}+\dfrac{\partial^2 f}{\partial y^2}\right)-\dfrac{1}{\mathscr{v}^2}\dfrac{\partial^2 f}{\partial t^2}=0`$
!!! *Exemple :*
!!! L'onde décrit la variation d'altitude de la surface de l'eau, par rapport à la surface de l'eau non perturbée au repos.
!!! La surface de l'eau au repos est une surface (2D) et définit un champ scalaire bidimentionnel.
Mais
##### Propagation d'une onde scalaire tridimensionnelle.
$`\left(\dfrac{\partial^2 f}{\partial x^2}+\dfrac{\partial^2 f}{\partial y^2}+\dfrac{\partial^2 f}{\partial z^2}\right)-\dfrac{1}{\mathscr{v}^2}\dfrac{\partial^2 f}{\partial t^2}=0`$
#### L'opérateur Laplacien vectoriel, et la propagation d'un champ vectoriel
* Un champ vectoriel $`\overrightarrow{U}`$ se propage s'il vérifie l'équation d'onde vectorielle.
<br>
......@@ -24,8 +55,42 @@ Vérifions sont expression en coordonnées cartésiennes :
<br>
$`\Delta\overrightarrow{U}-\dfrac{1}{\mathscr{v}^2}\dfrac{\partial^2 \overrightarrow{U}}{\partial t^2}=0`$
* Cherchons les coordonnées cartésiennes du premier terme, $`\overrightarrow{rot}\big(\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{E}\big)`$
* Cherchons les coordonnées cartésiennes du premier terme, $`\overrightarrow{grad}\big(div\;\overrightarrow{E}\big)`$
$`\color{blue}{div\,\overrightarrow{U}=\dfrac{\partial U_x}{\partial x}+\dfrac{\partial U_y}{\partial y}+\dfrac{\partial U_z}{\partial z}}`$
* La divergence d'un champ vectoriel est un champ scalaire.
Le gradient d'un champ scalaire $`f`$ est le champ vectoriel, qui s'exprime en coordonnées cartésiennes :
$`\overrightarrow{grad}\,f=\left(
\begin{array}{l}
\dfrac{\partial f}{\partial x}\\
\dfrac{\partial f}{\partial y}\\
\dfrac{\partial f}{\partial z}
\end{array}\right)`$
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; donc :
$`\overrightarrow{grad}\big(\color{blue}{div\,\overrightarrow{U}}\big)`$
$`\quad = \left(
\begin{array}{l}
\dfrac{\partial}{\partial x}\left( \color{blue}{\dfrac{\partial U_x}{\partial x}+\dfrac{\partial U_y}{\partial y}+\dfrac{\partial U_z}{\partial z}} \right)\\
\dfrac{\partial}{\partial y}\left( \color{blue}{\dfrac{\partial U_x}{\partial x}+\dfrac{\partial U_y}{\partial y}+\dfrac{\partial U_z}{\partial z}} \right)\\
\dfrac{\partial}{\partial z}\left( \color{blue}{\dfrac{\partial U_x}{\partial x}+\dfrac{\partial U_y}{\partial y}+\dfrac{\partial U_z}{\partial z}} \right)
\end{array}\right)`$
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; et nous obtenons :
$`\overrightarrow{grad}\big(div\,\overrightarrow{U}\big)`$
$`\quad = \left(
\begin{array}{l}
\dfrac{\partial^2 U_x}{\partial x^2}+\dfrac{\partial^2 U_y}{\partial x\, \partial y}+\dfrac{\partial^2 U_z}{\partial x \,\partial z}\\
\dfrac{\partial^2 U_x}{\partial y \,\partial x}+\dfrac{\partial^2 U_y}{\partial y^2}+\dfrac{\partial^2 U_z}{\partial y \,\partial z}\\
\dfrac{\partial^2 U_x}{\partial z \,\partial x}+\dfrac{\partial^2 U_y}{\partial z \,\partial y}+\dfrac{\partial^2 U_z}{\partial z^2}
\end{array}\right)`$
* Cherchons les coordonnées cartésiennes du deuxième terme, * $`\overrightarrow{rot}\big(\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{E}\big)`$
$`\color{blue}{\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{E}=
\left(\begin{array}{l}
......@@ -76,40 +141,6 @@ $`\quad =
+\dfrac{\partial^2 E_z}{\partial y\,\partial z} \\
\end{array}\right)`$
* Cherchons les coordonnées cartésiennes du deuxième terme, $`\overrightarrow{grad}\big(div\;\overrightarrow{E}\big)`$
$`\color{blue}{div\,\overrightarrow{U}=\dfrac{\partial U_x}{\partial x}+\dfrac{\partial U_y}{\partial y}+\dfrac{\partial U_z}{\partial z}}`$
* La divergence d'un champ vectoriel est un champ scalaire.
Le gradient d'un champ scalaire $`f`$ est le champ vectoriel, qui s'exprime en coordonnées cartésiennes :
$`\overrightarrow{grad}\,f=\left(
\begin{array}{l}
\dfrac{\partial f}{\partial x}\\
\dfrac{\partial f}{\partial y}\\
\dfrac{\partial f}{\partial z}
\end{array}\right)`$
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; donc :
$`\overrightarrow{grad}\big(\color{blue}{div\,\overrightarrow{U}}\big)`$
$`\quad = \left(
\begin{array}{l}
\dfrac{\partial}{\partial x}\left( \color{blue}{\dfrac{\partial U_x}{\partial x}+\dfrac{\partial U_y}{\partial y}+\dfrac{\partial U_z}{\partial z}} \right)\\
\dfrac{\partial}{\partial y}\left( \color{blue}{\dfrac{\partial U_x}{\partial x}+\dfrac{\partial U_y}{\partial y}+\dfrac{\partial U_z}{\partial z}} \right)\\
\dfrac{\partial}{\partial z}\left( \color{blue}{\dfrac{\partial U_x}{\partial x}+\dfrac{\partial U_y}{\partial y}+\dfrac{\partial U_z}{\partial z}} \right)
\end{array}\right)`$
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; et nous obtenons :
$`\overrightarrow{grad}\big(div\,\overrightarrow{U}\big)`$
$`\quad = \left(
\begin{array}{l}
\dfrac{\partial^2 U_x}{\partial x^2}+\dfrac{\partial^2 U_y}{\partial x\, \partial y}+\dfrac{\partial^2 U_z}{\partial x \,\partial z}\\
\dfrac{\partial^2 U_x}{\partial y \,\partial x}+\dfrac{\partial^2 U_y}{\partial y^2}+\dfrac{\partial^2 U_z}{\partial y \,\partial z}\\
\dfrac{\partial^2 U_x}{\partial z \,\partial x}+\dfrac{\partial^2 U_y}{\partial z \,\partial y}+\dfrac{\partial^2 U_z}{\partial z^2}
\end{array}\right)`$
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; il reste simplement à combiner les résultats :
......
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