Commit 44980038 authored by Claude Meny's avatar Claude Meny

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Pipeline #19933 canceled with stage
......@@ -42,5 +42,86 @@ lessons:
---------------------------
### Interférences par division du front d'onde 3
Interférences par division du front d'onde 3
(ce titre est trop limite)
### Interférences de deux ondes harmoniques progressives,<br>
synchrones (ondes mécaniques) ou cohérentes (optique)
**Calcul de l'onde résultante** *en notation complexe*
* Une **onde harmonique réelle $`U_1`$** s'écrit comme la *partie réelle de l'onde harmonique complexe $`\underline{U_1}`$*.
<br>
$`\begin{align} U_1&(x,t) = A\cdot cos(\omega t - kx + \varphi_1)\\
&\\
&= \mathscr{Re}\big[A\cdot \big(cos(\omega t - kx + \varphi_1)\\
&\quad\quad\quad\quad + i\;sin(\omega t - kx + \varphi_1)\big)\big]\\
&\\
&= \mathscr{Re}\big[A\cdot e^{\,i\;(\omega t - kx + \varphi_1)} \big]\\
&\\
&= \mathscr{Re}\big[\underline{U_1}(x,t)\big] \end{align}`$
* Le deux ondes harmoniques qui interfèrent, d'écriture réelle :
<br>
$`U_1(x,t) = A\cdot cos(\omega t - kx + \varphi_1)`$
$`U_2(x,t) = A\cdot cos(\omega t - kx + \varphi_2)`$
<br>
s'écrivent en notation complexe :
<br>
**$`\boldsymbol{\mathbf{\underline{U_1}(x,t) = A\cdot e^{\,i\;(\omega t - kx + \varphi_1)}}}`$**
**$`\boldsymbol{\mathbf{\underline{U_2}(x,t) = A\cdot e^{\,i\;(\omega t - kx + \varphi_2)}}}`$**
<br>
<!---------------------
soit encore :
<br>
$`\begin{align}\underline{U_1}(x,t) &= \underline{A_1}\cdot e^{\,i\;(\omega t - kx)}\\
&\quad\quad\text{avec }\underline{A_1} = A_1\,e^{\,i\;\varphi_1}\end{align}`$.
<br>
$`\begin{align}\underline{U_2}(x,t) &= \underline{A_2}\cdot e^{\,i\;(\omega t - kx)}\\
&\quad\quad\text{avec }\underline{A_2} = A_2\,e^{\,i\;\varphi_2}\end{align}`$.
<br>
ou $`\underline{A_2}`$ et $`\underline{A_2}`$ sont les amplitudes complexes des deux ondes.
---------------------------->
* Calcul de l'onde complexe résultante :
<br>
**$`\mathbf{\underline{U}(x,t)}`$**$`\; = \underline{U_1}(x,t) + \underline{U_2}(x,t)`$
<br>
$`\quad =A\;\big[ \,e^{\,i\;(\omega t\,-\, kx \,+ \,\varphi_1)} + e^{\,i\;(\omega t\, - \,kx \,+ \,\varphi_2)}\,\big]`$
<br>
$`\color{blue}{\scriptsize{\quad\text{mettons en commun les termes qui peuvent l'être}}}`$
<br>
$`\quad =A\;e^{\,i\;(\omega t\,-\, kx)}`$
$`\cdot\big(\,e^{\,i\varphi_1}\,+\,e^{\,i\varphi_1}\big)`$
<br>
$`\quad =A\;e^{\,i\;(\omega t\,-\, kx)}`$
$`\cdot\Big(\,e^{\,i\big(\frac{\varphi1 + \varphi2}{2}\;+\;\frac{\varphi1-\varphi2}{2}\big)}`$
$`\,+\,e^{\,i\;\big(\frac{\varphi1 + \varphi2}{2}\;-\;\frac{\varphi1-\varphi2}{2}\big)}\Big)`$
<br>
$`\color{blue}{\scriptsize{\quad \text{utilisons } exp\,(a+b)\;=\; exp\,(a)\;\times\; exp\,(b)}}`$
$`\color{blue}{\scriptsize{\quad\text{et regroupons encore les termes communs.}}}`$
<br>
$`\quad = A\;e^{\,i\,(\omega t\,-\, kx)}\,e^{\,i\,\left(\frac{\varphi1 + \varphi2}{2}\right)}`$
$`\cdot\Big(
\,e^{\,i\big(\frac{\varphi1-\varphi2}{2}\big)}
\,+\,
e^{\,-\,i\;\big(\frac{\varphi1-\varphi2}{2}\big)}
\Big)`$
<br>
$`\color{blue}{\scriptsize{\quad \text{utilisons} \quad exp\,(i\,a)\,+\,exp\,(-\,i\,a)\;=\;2\,cos\,a}}`$
<br>
$`\quad = 2\,A\;e^{\,i\;(\omega t\,-\, kx)}\,e^{\,i\,\left(\frac{\varphi1 + \varphi2}{2}\right)}`$
$`\cdot \,cos\left(\frac{\varphi1-\varphi2}{2}\right)`$
<br>
$`\quad = 2\,A\;cos\left(\frac{\varphi1-\varphi2}{2}\right)\;e^{\,i\,\left(\omega t\,-\, kx\,+\,\frac{\varphi1 + \varphi2}{2}\right)}`$
<br>
L'onde réelle est donc :
<br>
**$`\mathbf{\underline{U}(x,t)}`$**
$`\boldsymbol{\mathbf{=\color{brown}{2\,A\cdot cos\Big(\dfrac{\varphi_1-\varphi_2}{2}\Big) \cdot cos\Big(}\color{blue}{\underbrace{\color{brown}{\omega t - kx + \dfrac{\varphi_1+\varphi_2}{2}}}_{\text{pulsation }\omega\text{ inchangée}}}\color{brown}{\Big)}}}`$
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