Propagation des ondes électromagnétiques : lois et équations : propagations libre et guidée : cours, exemples et exercices corrigés

Auteur(s) :

Aksas, Rabia Découvrir l'auteur

Résumé

Manuel à destination des étudiants en formation d'ingénieur mettant en lumière les lois de la propagation des ondes électromagnétiques au travers d'applications concrètes. Les régimes dynamique et harmonique, les potentiels et la jauge de Lorentz, les équations de Maxwell, les milieux conducteurs et diélectriques, le plasma et la cavité résonnante rectangulaire sont abordés. ©Electre 2021

Éditeur(s)
- Ellipses
- Impr. Présence graphique
Date
- DL 2021
Notes
- Bibliogr. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (348 p.) : ill. ; 26 cm
Collections
- Technosup (Paris)
Sujet(s)
ISBN
- 978-2-340-04369-5
Indice
- 537.6 Électromagnétisme
Quatrième de couverture
- L'ouvrage : niveau B
  Alliant théorie rigoureuse et nombreuses applications concrètes l'ouvrage apporte une contribution utile à l'enseignement de la propagation des ondes électromagnétiques en rendant ce domaine plus accessible à l'étudiant. Il apporte également un bon outil de travail à l'enseignant devant assurer des tâches didactiques dans ce domaine.
  Les lois et équations fondamentales de l'électromagnétisme y sont établies de manière claire, aussi bien du point de vue formalisme mathématique que des interprétations physiques des phénomènes. Pour la théorie sont développées les équations de Maxwell, les équations d'onde dans le vide et dans divers milieux, ainsi que les lois de la réflexion et de la réfraction. Pour les applications sont notamment développées les propagations libre et guidée et les notions de cavités résonantes.
  Pour assurer une bonne compréhension du cours, des exemples concrets sont traités pratiquement à chaque fin de paragraphe. Sont également proposés de nombreux exercices corrigés de manière rigoureuse et concise à chaque fin de chapitre. De plus, ont été incluses des questions de réflexion, qui n'exigent aucun calcul mais uniquement une analyse du phénomène physique.
  L'ouvrage prolonge celui consacré à l'électrostatique et la magnétostatique par le même auteur dans la même collection.
Tables des matières
- - Électromagnétisme
  - Propagation des ondes électromagnétiques
  - Rabia Aksas
  - Ellipses
  - Chapitre 1 : Equations fondamentales de l'électromagnétisme9
  - 1 Bilan des relations en régime statique 10
  - 2 Régime dynamique 11
  - 2.1 Loi d'induction de Faraday11
  - 2.2 Théorème de Gauss11
  - 2.3 Champ magnétique à flux conservatif11
  - 2.4 Généralisation du théorème d'Ampère12
  - 2.5 Equations de Maxwell dans le vide14
  - 3. Les potentiels et la jauge de Lorentz 20
  - 3.1 Equation au potentiel vecteur21
  - 3.2 Equation au potentiel scalaire21
  - 3.3 Jauge de Lorentz21
  - 3.4 Remarques22
  - 4. Equations de Maxwell dans les milieux matériaux 23
  - 4.1 Milieux diélectriques-milieux magnétiques23
  - 4.2 Milieux simples25
  - 4.3 Milieux quelconques26
  - 5. Régime harmonique 27
  - 5.1 Importance de la notation complexe en régime harmonique27
  - 5.2 Equations de Maxwell en régime harmonique30
  - 5.3 Onde non harmonique30
  - 6. Aspect énergétique 31
  - 6.1 Vecteur de Poynting et flux sortant à travers une surface31
  - 6.2 Puissance cédée aux charges31
  - 6.3 Equation de conservation de l'énergie électromagnétique32
  - 7. Exercices corrigés 33
  - Chapitre II : Equations de propagation des ondes dans le vide et loin des sources53
  - 1. Equations de propagation 54
  - 1.1 Equation de propagation pour le champ électrique54
  - 1.2 Equation de propagation pour le champ magnétique54
  - 1.3 Equation de propagation pour le potentiel vecteur55
  - 1.4 Equation de propagation pour le potentiel scalaire55
  - 2. Modèle de l'onde plane 56
  - 2.1 Définition56
  - 2.2 Résolution de l'équation de d'Alembert56
  - 2.3 Interprétation de la solution obtenue58
  - 2.4 Onde stationnaire59
  - 2. 5 Caractéristiques d'une OPP en régime variable quelconque61
  - 2.6 Ondes sphérique63
  - 3. L'onde plane monochromatique (OPPM) 64
  - 3.1 Description64
  - 3.2 Notation complexe et phaseur65
  - 3.3 Caractéristiques d'une OPPM68
  - 3.4 Vitesse de phase et vitesse de groupe69
  - 3.5 Aspect énergétique72
  - 3.6 Polarisation d'une OPPM 77
  - 4. Ondes planes inhomogènes 87
  - 5. Exercices corrigés 89
  - Chapitre III : Ondes électromagnétiques dans la matière109
  - 1. Milieux conducteurs 109
  - 1.1 Conducteur électrique109
  - 1.2 Ondes monochromatiques dans un milieu conducteur114
  - 1.3 Degré de conductivité118
  - 2. Milieux dielectriques 122
  - 2.1 Aspect intuitif123
  - 2.2. Le modèle de l'électron élastiquement lié124
  - 2.3 Limitation du modèle de l'électron lié133
  - 2.4 Onde électromagnétique dans un milieu diélectrique LHI135
  - 2.5 Notions de propagation des ondes dans les milieux anisotropes139
  - 3. Notion de plasma 143
  - 3.1 Position du problème143
  - 3.2 Equations du mouvement des charges - conductivité complexe144
  - 3.3 Propagation d'une onde dans un plasma146
  - 3.4 Aspect énergétique150
  - 3.5 Application153
  - 3.6 Conclusion154
  - 4. Exercices corrigés 154
  - Chapitre IV : Réflexion et réfraction des ondes électromagnétiques190
  - 1. Incidence normale-milieux sans pertes 191
  - 1.1 Détermination des coefficients de réflexion et de transmission191
  - 1.2 Aspect énergétique193
  - 2. Incidence oblique-milieux non dissipatifs 195
  - 2.1 Lois de la réflexion et de la réfraction - lois de Snell-Descartes196
  - 2.2 Polarisation horizontale198
  - 2.3 Polarisation verticale203
  - 2.4 Réflexion nulle-angle de Brewster208
  - 2. 5 Réflexion totale-angle critique210
  - 2.6 Incidence rasante ou quasi-rasante217
  - 3. Milieux dissipatifs 218
  - 3.1 Incidence normale219
  - 3.2 Incidence oblique-matériau dissipatif.222
  - 4. Réflexion et transmission sur de multiples interfaces 225
  - 4.1 Cas de deux interfaces diélectriques225
  - 4.2 Cas de trois interfaces diélectriques232
  - 4.3 Généralisation à interfaces diélectriques233
  - 5. Influence de la réflexion sur la polarisation 237
  - 6. Exercices corrigés 238
  - Chapitre V : Réflexion en présence de conducteurs- Guides d'ondes et cavités résonantes258
  - 1. Propriétés d'un conducteur parfait 258
  - 1.1 Conséquences sur les champs à l'intérieur d'un conducteur258
  - 1.2 Conséquences sur les charges et courant259
  - 1.3 Champ à la surface d'un conducteur parfait259
  - 2. Réflexion en incidence normale sur un conducteur parfait 260
  - 2.1 Existence et détermination de l'onde réfléchie260
  - 2.2 Charges et courant à la surface d'un conducteur parfait262
  - 2.3 Aspect énergétique263
  - 2.4 Onde résultante264
  - 2.5 Pression de radiation266
  - 2.6 Cas du conducteur réel267
  - 3. Réflexion en incidence oblique sur un conducteur parfait 269
  - 3.1 Polarisation horizontale ou TE269
  - 3.2 Polarisation verticale ou TM273
  - 4. Champ électromagnétique guidé-discrétisation 275
  - 4.1 Discrétisation de l'angle d'incidence275
  - 4.2 Relation de dispersion et fréquence de coupure277
  - 4.3 Vitesse de phase et vitesse de groupe dans le guide279
  - 4.4 Aspects énergétiques280
  - 5. Principe du guidage 282
  - 5.1 Densité surfaciques de charge et de courant sur les nouvelles parois282
  - 5.2 Guide d'onde rectangulaire283
  - 6. Cavité résonante rectangulaire 295
  - 6.1 Mode TEz295
  - 6.2 Mode 7M2299
  - 7. Exercices corrigés 301
  - Annexe A : Résolution de l'équation d'onde homogène325
  - Bibliographie332
  - Annexe B : Eléments d'analyse vectorielle333
  - Liste des abréviations et symboles339
  - Index343
Origine de la notice:
- FR-751131015 ;
- Electre