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M3P2
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e2f0c1e2
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e2f0c1e2
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Oct 02, 2024
by
Claude Meny
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12.temporary_ins/69.waves/20.n2/20.overview/cheatsheet.fr.md
View file @
e2f0c1e2
...
@@ -1192,6 +1192,90 @@ l'*amplitude de l'onde resultante* n'est *pas la somme des amplitudes* des ondes
...
@@ -1192,6 +1192,90 @@ l'*amplitude de l'onde resultante* n'est *pas la somme des amplitudes* des ondes
!
[
interférences entre deux ondes sphériques d'égale amplitiudes et déphasées de pi,
!
[
interférences entre deux ondes sphériques d'égale amplitiudes et déphasées de pi,
et propagation des zéros](https://m3p2.com/fr/temporary_ins/waves/n3/overview/2_sources_circulaires_dephasees_pi_v2_L1000.gif)
et propagation des zéros](https://m3p2.com/fr/temporary_ins/waves/n3/overview/2_sources_circulaires_dephasees_pi_v2_L1000.gif)
@@@@@@@ EN CONSTRUCTION @@@@@@@@@@@
**$`\boldsymbol{\mathbf{U_1(x,t) = A\cdot cos(kx - \omega t)}}`$**
**$`\boldsymbol{\mathbf{U_2(x,t) = A\cdot cos(kx - \omega t + \Delta\varphi)}}`$**
*
Calcul de l'onde résultante :
<br>
$
`\color{brown}{\mathbf{U(x,t)}}\; = U_1(x,t) + U_2(x,t)`
$
<br>
Pour simplifier l'écriture mathématique, donne un nom simple à ce qui est commun mais complexe à écrire.
<br>
Ici ce qui est commun est le terme $
`kx - \omega t`
$. Appelle-le $
`\alpha`
$.
<br>
En gardant en mémoire que
<br>
*$`\alpha = kx - \omega t`$*
<br>
Les deux ondes se réécrivent plus simplement :
*$`\boldsymbol{\mathbf{U_1(x,t) = A\cdot cos(\alpha)}}`$*
*
*$`\boldsymbol{\mathbf{U_2(x,t) = A\cdot cos(\alpha + \Delta\varphi)}}`$*
*
L'onde résultante recherchée s'écrit alors plus simplement :
$
`\color{brown}{\mathbf{U(x,t)}}\; = A\cdot cos(\alpha) + A\cdot cos(\alpha + \Delta\varphi)`
$
*
Les phases des deux ondes, $
`\alpha`
$ et $
`\alpha + \Delta\varphi`
$ sont différentes.
Là encore, exprime ces deux phases en fonction de ce qu'elles partagent en commun,
et de leur différences par rapport à ce commun, différences qui apparaîtront ainsi
égales et minimisées.
<br>
Le
**commun**
est la
**valeur moyenne**
de leur phases, soit
**$`\alpha_{moyen}`$**
$
`\, = \dfrac{(\alpha)+(\alpha + \Delta\varphi)}{2} = \dfrac{2\,\alpha + \Delta\varphi)}{2}`
$
**$`\,= \alpha + \dfrac{\Delta\varphi)}{2}`$**
et ce qui les différencie est leur
*différence par rapport au commun*
, soit :
*$`\dfrac{\Delta\varphi}{2}`$*
<br>
Maintenant, tu peux réécrire les phases des deux ondes en fonction de ce qu'elles ont en commun,
et ce qui les différencie du commun, soit :
*$`\alpha = \alpha_{moyen} - \dfrac{\Delta\varphi}{2}`$ et *
$
`\alpha = \alpha_{moyen} + \dfrac{\Delta\varphi}{2}`
$
<br>
L4onde résultante s'écrit maintenant, en fonction du commun et de la différence au commun :
<br>
**
$
`\color{brown}{\mathbf{U(x,t)}}\; = A\cdot cos(\alpha + \dfrac{\Delta\varphi}{2} - \dfrac{\Delta\varphi}{2})
+ A\cdot cos(\alpha + \dfrac{\Delta\varphi}{2} + \dfrac{\Delta\varphi}{2})`
$
**
==================
$
`\begin{align} \quad &=A\;\big[\,cos(\underbrace{kx - \omega t}_{\color{blue}{\text{ posons }\\ kx - \omega t\,=\, \alpha}}) + cos(\underbrace{kx - \omega t}_{\color{blue}{=\; \alpha}} + \Delta\varphi)\,\big]
&\\
&=A\;\big[\,cos\Big(\alpha + \underbrace{\dfrac{\varphi_1+\varphi_2}{2} + \dfrac{\varphi_1-\varphi_2}{2}}_{\color{blue}{=\;\varphi_1}}\Big) \\
&\quad\quad\quad\quad + \,cos\Big(\alpha + \underbrace{\dfrac{\varphi_1+\varphi_2}{2} - \dfrac{\varphi_1-\varphi_2}{2}}_{\color{blue}{=\;\varphi_2}}\Big)\,\Big]\\
&\\
&=A\;\big[\,cos\Big(\underbrace{\alpha + \dfrac{\varphi_1+\varphi_2}{2}}_{\color{blue}{=\;\alpha '}} + \dfrac{\varphi_1-\varphi_2}{2}\Big) \\
&\quad\quad\quad\quad + \,cos\Big(\underbrace{\alpha + \dfrac{\varphi_1+\varphi_2}{2}}_{\color{blue}{\text{nous avons posé }\\ \alpha + (\varphi_1+\varphi_2)/2\; = \;\alpha '}} - \dfrac{\varphi_1-\varphi_2}{2}\Big)\,\Big]\\
&\\
&=A\;\big[\,cos\Big(\alpha ' + \dfrac{\varphi_1-\varphi_2}{2}\Big) \\
&\quad\quad\quad\quad + \,cos\Big(\alpha ' - \dfrac{\varphi_1-\varphi_2}{2}\Big)\,\Big]\\
&\\
&=A\;\big[\,\underbrace{cos(\alpha ')\,cos\Big(\dfrac{\varphi_1-\varphi_2}{2}\Big)\,-\,sin(\alpha ')\,sin\Big(\dfrac{\varphi_1-\varphi_2}{2}}_{\color{blue}{\text{car }cos(a+b)\;=\;cos\,a\,cos\,b\;-\;sin\,a\,sin\,b}}\big)\\
&\quad + \underbrace{cos(\alpha ')\,cos\Big(\dfrac{\varphi_1-\varphi_2}{2}\Big)\,+\,sin(\alpha ')\,sin\Big(\dfrac{\varphi_1-\varphi_2}{2}}_{\color{blue}{\text{car }cos(a-b)\;=\;cos\,a\,cos\,b\;+\;sin\,a\,sin\,b}}\big)\,\Big]\\
&\\
&=2\,A\cdot cos(\alpha ')\,cos\Big(\dfrac{\varphi_1-\varphi_2}{2}\Big)
\end{align}`
$
<br>
$
`\quad\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)}}}`
$
-----------------------------------------
*
L'
*onde résultante*
*
est
**harmonique**
.
*
a la
**même fréquence**
$
`\nu\,=\,\dfrac{\omega}{2\pi}`
$ que les deux ondes initiales.
*
L'
**amplitude**
de l'onde résultante est :
<br>
**$`\boldsymbol{\mathbf{A_{résult.} = \left| \,2\,A\cdot cos\Big(\dfrac{\varphi_1 - \varphi_2}{2} \Big) \,\right|}}`$**
<br>
$
`\quad\quad\quad=\sqrt{4\,A^2 \cdot cos^2\Big(\dfrac{\varphi_1 - \varphi_2}{2}\Big)}`
$
<br>
$
`\color{blue}{\scriptsize{\left.\begin{align} \quad\quad &cos(a+b)=cos(a)cos(b)-sin(a)sin(b)\\
&cos(a-b)=cos(a)cos(b)+sin(a)sin(b)\end{align}
\right\}\Longrightarrow\\
\quad\quad cos^2(a)=cos(a)cos(a)=\dfrac{1}{2}[cos(a+a)+cos(a-a)]\\
\quad\quad\quad\quad=\dfrac{1}{2}[1 + cos(2a)]}}`
$
<br>
$
`\boldsymbol{\mathbf{\quad\quad \color{brown}{=\sqrt{2\,A^2 \cdot \big(1 + cos\,(\varphi_1 - \varphi_2)\big)}}}}`
$
<br>
@@@@@@@@@@@@@@@@@@
*
La figure ci-dessus est la
**représentation symbolique des interférences**
créées par la
*
La figure ci-dessus est la
**représentation symbolique des interférences**
créées par la
*superposition de deux ondes circulaires synchrones*
, de même amplitude mais en opposition de phases à leurs sources.
*superposition de deux ondes circulaires synchrones*
, de même amplitude mais en opposition de phases à leurs sources.
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