Miscellanées

 

      Mouvement des charges dans un champ magnétique non homogène (bouteille magnétique)

 

  Une charge qui se déplace dans un champ magnétique est soumise à la force de Lorentz.

  Dans cette situation la charge, en se déplaçant avec mouvement hélicoïdal, est bloquée dans la zone où l'intensité est plus grande et poussée vers la zone à basse intensité. Les charges qui arrivent de l'espace sur la Terre sont sujettes au même phénomène. Elles sont concentrées dans certaines zones dites bandes de Van Allen.

  Dans ce cas il y a un champ non homogène, moins intense au centre et plus intense aux extrémités. La situation est semblable à celle du champ magnétique terrestre où l'intensité est plus grande aux pôles et moins grande à l'équateur.

  The charge moving in a helical movement is blocked in the zone with major magnitude. The same happens to the charged particles that arrive from space toward the Earth. These concentrate in some zones called Van Allen belts.

 

  Sur la barre des outils on peut changer l'intensité du champ (représenté par les lignes de force) et la vitesse de la charge.

  En cliquant sur le bouton  le programme trace les trajectoires des charges.

  En cliquant sur le bouton  on peut obtenir une nouvelle simulation avec de nouvelles caractéristiques.

 

 

 

 

 

      Antenne parabolique

 

  Cette simulation montre une antenne (ou miroir) parabolique qui a la forme d'un paraboloïde de révolution.

  En posant sur le foyer de l'antenne une source d'ondes circulaires, celles-ci sont réfléchies par l'antenne sous la forme d'ondes planes.

  Vice versa, les ondes planes, une fois réfléchies, convergent sur le foyer de l'antenne.

 

  Dans la barre des outils on peut choisir entre l'antenne qui reçoit et celle qui transmet.

  Avec le bouton    on cache temporairement les fronts d'onde.

  Cliquer sur le bouton  pour avoir les rayons.

  En cliquant sur le bouton   on peut commencer une nouvelle simulation.

 

 

 

 

 

      Effet Doppler (représentation avec fronts d'onde)

 

  Dans la simulation l'effet Doppler est vu à travers les fronts d'onde.

  Dans le cas d'une source immobile les circonférences indiquent que les fronts d'onde ont les rayons qui diffèrent entre eux dune demi-longueur d'onde.

  Si la source se déplace avec une certaine vitesse, les circonférences ne sont pas concentriques. On note que les distances entre les fronts d'onde sont plus petites dans le sens du mouvement et plus grandes dans le sens opposé. Si on considère la liaison entre fréquence et longueur d'onde cela signifie respectivement une fréquence plus haute et une fréquence plus basse.

 

  La vitesse de l'onde est fixée d'avance.

  Sur la barre des outils on peut changer la vitesse de la source.

  En cliquant sur le bouton on peut commencer une nouvelle simulation avec de nouvelles caractéristiques.

 

 

 

 

 

      Effet Doppler (comparaison entre ondes)

 

  Dans la simulation on considère l'écran comme une bande de papier en mouvement uniforme de gauche à droite. Un crayon écrit sur le papier et en oscillant harmoniquement et perpendiculairement au mouvement, trace une sinusoïde.

  La longueur d'onde change en fonction de la frequence d'oscillation du crayon et de la vitesse du papier (vitesse du milieu de propagation). Elle peut changer aussi si le crayon (source) se déplace par rapport au milieu de propagation.

  Au centre de l'écran on a deux sources: une source S (fixe) et une source S' (mobile); tandis que sur la droite de l'écran se trouvent les observateurs indiqués avec les symboles O et O'.

 

  Les boutons  permettent à la source S de s'éloigner, de rester immobile ou de s'approcher de l'observateur.

  Le bouton  permet d'envoyer un signal à travers les ondes (on change la phase) pour montrer que la vitesse des ondes émises par la source fixe et par la source mobile est toujours la même.

  La source mobile s'arrête automatiquement aux bords de l'écran.

 

 

 

 

 

    Frequence

 

  La fréquence est donnée par le nombre d'oscillations dans lunité de temps. L'unité de mesure est l'Hertz (Hz).

 

 

 

 

 

    Longueur d'onde

 

  La longueur d'onde est la distance entre deux points consécutifs de même phase. De fait, elle est la distance parcourue par l onde dans une période.

  where
  1. v est la vitesse de propagation de l'onde,
  2. T est la période d'oscillation de la source,
  3. f est la fréquence d'oscillation de la source.

  Dans un graphique amplitude d'oscillation de l'onde distance de la source, la longueur d'onde est représentée par la distance entre deux crêtes ou entre deux creux.

 

 

 

 

 

    Fronts d'onde

 

  Les fronts d'onde ou surfaces d'onde sont formés par l'ensemble des points appartenant à la même courbe ou à la même surface qui vibrent en phase.

 

 

 

 

 

    Différence de phase

 

  La différence de phase ou déphasage entre deux grandeurs sinusoïdales, qui vibrent avec la même fréquence, est le temps minimum exprimé en degrés ou radiants, compris entre les moments où les grandeurs, toutes les deux croissantes ou décroissantes, ont la même valeur.

   On a des cas particuliers quand = 0° (en phase) et = 180° (en opposition de phase).

 

 

 

 

 

    Amplitude

 

  L'amplitude de l'oscillation d'une onde représente le déplacement maximum d'un point du milieu de propagation, frappé par une onde, à partir de sa position d'équilibre.

 

 

 

 

 

    Lignes de force ou lignes de champ

 

  En tout point d'une ligne de force le champ este tangent à cette ligne

 

 

 

 

 

    Foyer

 

  Point de l'axe optique principal où se rencontrent les rayons initialment parallèles, après une réflexion ou une refraction

 

 

 

 

 

    Vecteur

 

  Le vecteur est une grandeur caractérisée par la direction, le sens et la grandeur.

  Il est représenté par une flèche orientée où:

  • la direction est donnée par la droite à laquelle la flèche appartient et par ses parallèles,
  • le sens positif est donné par la pointe de la flèche,
  • la grandeur est donnée par la longueur de la flèche après qu'une échelle a été introduite.

 

 

 

 

 

    Produit vectoriel

 

  Le produit vectoriel a entre deux vecteurs b et c est un vecteur qui a la direction normale au plan formé par les deux vecteurs. Le sens est donné par la règle de la main droite, selon laquelle en disposant le pouce dans le sens du vecteur b et les autres doigts dans le sens du vecteur c, le sens du vecteur a est en sortie de la paume de la main. La grandeur est donnée par |a| = |b| * |c| * sen est l'angle formé par les deux vecteurs. La grandeur est représentée par la surface du parallélogramme qui a comme côtés consécutifs les deux vecteurs. Le produit vectoriel nest pas commutatif, cest à dire que si l'on change l'ordre des facteurs du produit, le résultat change: le vecteur change de sens.

 

 

 

 

 

    Force de Lorentz

 

  La force de Lorentz qui agit sur une particule chargée se déplaçant dans un champ magnétique est donné par le produit vectoriel.

  où
  1. q est la charge,
  2. v the vitesse,
  3. B l'intensité du champ magnétique.

  L'intensité de la force est donnée par F = q v B sin , où , est l'angle formé par la direction de la vitesse et par la direction du champ. La direction de la force est perpendiculaire au plan formé par les vecteurs v et B.