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#### Qu'est-ce qu'une onde progressive sinusoïdale ? #### Qu'est-ce qu'une onde sinusoïdale plane progressive ?
* L'élongation de l'onde est une fonction temporellement périodique,
caractérisée par une pulsation $`\omega\,\quad (rad\,s^{-1})`$.
* Les fronts d'onde sont de plan.
* L'onde se propage :
$`\Longrightarrow`$ couplage des coordonnées de temps et d'espace de la forme :
<br>
#### Comment décrire mathématiquement une onde progressive sinusoïdale ? #### Comment décrire mathématiquement une onde plane progressive sinusoïdale ?
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
##### L'équivalence des fonctions sinus et cosinus. ##### L'équivalence des fonctions sinus et cosinus.
* Fonctions **sinus et cosinus** représentent *une même fonction, déphasée de $`\pi/2`$*. * Fonctions **sinus et cosinus** représentent *une même fonction, déphasée de $`\pi/2`$*:
$`sin (\varhi) = cos (\varhi + \pi/2)`$. <br>
1$`\boldsymbol{\mathbf{sin (\varphi) = cos (\varphi + \pi/2)}}`$*.
* $`\Longrightarrow`$ Les écritures d'une onde plane progressive sinusoïdale avec une fonction sinus ou une fonction cosinus sont équivalentes. * $`\Longrightarrow`$ Les écritures d'une onde plane progressive sinusoïdale avec une fonction sinus ou une fonction cosinus sont équivalentes.
<br> <br>
**$`\mathbf{U(x,t)=A\cdot cos\,(\omega t - kx + \varphi)}`$** **$`\mathbf{U(x,t)=A\cdot cos\,(\omega t - \vec{k}\cdot\vec{r} + \varphi)}`$**
$`\quad = A\cdot cos \Big(\omega t - kx + \underbrace{ \varphi + \dfrac{\pi}{2}}_{\color{blue}{=\;\varphi'}} - \dfrac{\pi}{2}\Big)`$ $`\quad = A\cdot cos \Big(\omega t - \vec{k}\cdot\vec{r} + \underbrace{ \varphi + \dfrac{\pi}{2}}_{\color{blue}{=\;\varphi'}} - \dfrac{\pi}{2}\Big)`$
$`\quad = A\cdot $`\quad = A\cdot
\;\underbrace{cos \Big[\,\Big(\omega t - kx + \varphi'\Big) - \dfrac{\pi}{2}}_{\color{blue}{cos(a-\pi/2)\\\;=cos(a)\,cos(\pi/2)+sin(a)\,sin(\pi/2)\\=\;sin(a)}}\Big]`$ \;\underbrace{cos \Big[\,\Big(\omega t - \vec{k}\cdot\vec{r} + \varphi'\Big) - \dfrac{\pi}{2}}_{\color{blue}{cos(a-\pi/2)\\\;=cos(a)\,cos(\pi/2)+sin(a)\,sin(\pi/2)\\=\;sin(a)}}\Big]`$
**$`\quad=A\cdot sin\,(\omega t - kx + \varphi')`$** **$`\boldsymbol{\mathbf{\quad=A\cdot sin\,(\omega t - \vec{k}\cdot\vec{r} + \varphi')}}`$**
**$`\quad\quad\quad \text{avec } \varphi'=\varphi + \dfrac{\pi}{2})`$** $`\quad\quad\quad \text{avec } \varphi'=\varphi + \dfrac{\pi}{2})`$
* L'utilisation de la **fonction cosinus** sera *privilégiée* : * L'utilisation de la **fonction cosinus** sera *privilégiée* :
* à cause de sa parité qui implique : $`U(x,t)=A\cdot cos\,(\omega t - kx + \varphi) = A\cdot cos\,(kx - \omega t - \varphi)`$ * à cause de sa parité qui implique : $`U(x,t)=A\cdot cos\,(\omega t - kx + \varphi) = A\cdot cos\,(kx - \omega t - \varphi)`$
* pour une *identification* directe avec l'*écriture en notation complexe*. * pour une identification directe avec l'*écriture en notation complexe*.
##### L'écriture en notation complexe.
##### L'écriture en notation complexe.
#### L'onde progressive sinusoïdale est-elle physiquement réaliste ? #### L'onde plane progressive sinusoïdale est-elle physiquement réaliste ?
* Une onde progressive sinusoïdale $`U(\vec{r},t) = U_0\cdot \cos(\vec{k}\cdot\vec{r}-\omega t)`$ : * Une onde progressive sinusoïdale $`U(\vec{r},t) = U_0\cdot \cos(\omega t - \vec{k}\cdot\vec{r} + \varphi)`$ :
* existe de tout temps : $`t\in ]-\infty ; +\infty[`$ * existe de tout temps : $`t\in ]-\infty ; +\infty[`$
* est définie en tout point de l'espace, de vecteur position $`\vec{r}`$ * est définie en tout point de l'espace, de vecteur position $`\vec{r}`$
......
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