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Niveau maths sup
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Optique géométrique

Posté par
kamikaz
29-09-21 à 03:10

Bonjour,

Alors je dois montrer qu'ne onde (progressive sinusoïdale) se propageant dans la direction (Ox) peut être décrite dans
l'espace et le temps par une grandeur périodique de la forme : S(x,t)=S_0 \cos(\omega t +kx) avec :

\omega la pulsation en rad.s^{-1}

S0 : son amplitude

k : son nombre d'onde en m^{-1}

Posté par
vanoise
re : Optique géométrique 29-09-21 à 11:46

Bonjour
Impossible de faire un cours complet sur le sujet ici.Juste quelques indications.
Soit s(0,t)=f(t)  le signal à l'origine O du repère en x=0. Puisque l'onde se propage sans amortissement, le signal en M (d'abscisse x), à la date t est celui qui existait en O à la date (t-x/c) où c est la célérité de l'onde.
Je te laisse traiter le cas particulier : f(t)= So.cos(.t)

Posté par
kamikaz
re : Optique géométrique 30-09-21 à 02:36

Citation :
Puisque l'onde se propage sans amortissement, le signal en M (d'abscisse x), à la date t est celui qui existait en O à la date (t-x/c) où c est la célérité de l'onde.


J'ai pas compris.. comment trouvez vous (t-x/c) ?


Pour le cas particulier f(t)= So.cos(.t) j'ai essayé de faire comme pour les oscillations et à t=0 ; f(0) = So

Posté par
vanoise
re : Optique géométrique 30-09-21 à 10:11

Citation :
comment trouvez vous (t-x/c) ?

L'onde se propage sans amortissement à la vitesse (on dit aussi célérité) c. Le signal met donc la durée x/c pour parcourir la distance x entre le point O et le point M. M reproduit donc à l'identique le signal produit en O mais avec un retard (x/c) . Le signal en M à la date t est donc le signal qui existait en O à la date (t-x/c). Pour obtenir s(x,t), il suffit donc de considérer le signal au point O : s(0,t)=f(t) et de remplacer t par (t-x/c)... Or ici :
f(t)=So.cos(.t).

Posté par
kamikaz
re : Optique géométrique 17-10-21 à 17:18

Je vois ; en remplaçant t par (t-x/c) on a : f(t-\dfrac{x}{c})=S_0 \cos(\omega t -\dfrac{\omega}{c}x)

En posant -\dfrac{\omega}{c}=k on a bien S(x,t)=S_0 \cos(\omega t +kx)

Posté par
kamikaz
re : Optique géométrique 17-10-21 à 17:27

Mais chose bizzare est qu'à chaque fois on utilise le cosinus..

Pourquoi ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Optique géométrique 17-10-21 à 18:29

Bonsoir à vous deux,

Peut-être que la partie I. 1. f. de cette fiche pourra aider au développement : Les interférences ?

Posté par
kamikaz
re : Optique géométrique 17-10-21 à 18:38

OK 👌

Posté par
vanoise
re : Optique géométrique 17-10-21 à 19:23

L'habitude en physique de privilégier le cosinus plutôt que le sinus, s'est généralisé parce que l'étude des ondes à un bon niveau, comme l'étude des circuits électriques en régime sinusoïdal d'ailleurs, se fait en associant à chaque grandeur fonction sinusoïdale du temps une grandeur complexe dont le module est l'amplitude et l'argument la phase. Exemple :

Si S(x,t)=S_{0}\cos(\omega t+kx) , le complexe associé est :

\underline{S(x,t)}=S_{o}.\exp\left[j(\omega t+kx)\right]

Une fois les raisonnement effectués, on revient à la physique en posant : grandeur physique sinusoïdale = partie réelle du complexe associé : S(x,t)=\Re\left(\underline{S(x,t)}\right)

Privilégier le sinus aurait amené à définir la grandeur physique comme la partie imaginaire du complexe : possible mais moins évident !

Autre raison possible qui amène à privilégier la fonction cosinus depuis quelques dizaines d'années déjà : en cours de math du secondaire, on définit d'abord le cosinus en faisant intervenir le produit scalaire de deux vecteurs...



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