Ondes et électromagnétisme.
Avant-propos..
Présentes dans des domaines aussi différents que l’acoustique et l’électromagné-
tisme, les ondes sont universelles. Cet ouvrage suit donc un choix thématique et
propose un parcours riche et varié dans la physique contemporaine, les phénomènes
naturels, les systèmes appliqués et industriels et les dispositifs de laboratoire.
Le premier chapitre met en place le vocabulaire, les dimensions et unités des quantités
physiques utiles pour décrire les phénomènes vibratoires et ondulatoires. Le
deuxième chapitre est entièrement consacré aux oscillateurs, brique de base pour
construire une théorie des ondes. Plus mathématique, le chapitre 3 présente les outils
et méthodes d’analyse qui seront utilisés dans les chapitres suivants. Le chapitre 4
offre un panorama des vibrations et ondes mécaniques dans des systèmes solides
et élastiques à une, deux ou trois dimensions. Le chapitre 5 porte sur l’acoustique
linéaire, avec une attention particulière pour les ondes sonores. Les chapitres 6 et 7
sont consacrés à l’électromagnétisme avec d’abord des rappels sur l’électrostatique,
la magnétostatique, puis l’établissement des équations de Maxwell. Les solutions
de propagation d’onde dans le vide puis dans les milieux matériels sont présentées.
Enfin le chapitre 8 montre une ouverture vers les systèmes non linéaires.
Cet ouvrage s’adresse prioritairement aux étudiants des cycles préparatoires des
écoles d’ingénieurs Polytech mais aussi aux élèves ingénieurs ainsi qu’aux étudiants
de licence scientifique. Peu de connaissances préalables sont nécessaires, si ce n’est
une bonne maîtrise de la loi de Newton, des lois de base de l’électrostatique et de la
magnétostatique, des techniques de dérivation et d’intégration et une bonne connaissance
des fonctions circulaires et exponentielles. Les principaux outils mathématiques
utilisés dans cet ouvrage sont rappelés dans un formulaire (Annexe A).
Dans chaque chapitre le lecteur trouvera des encarts « loupe », qui détaillent un point
un peu technique ou abordent un calcul plus spécialisé, et des encarts « application » qui illustrent la théorie avec des exemples concrets.
Les exercices, dont les corrigés sont détaillés, sont classés en trois catégories : des
tests de connaissance sous forme de QCM, des exercices d’application qui viennent
illustrer les résultats d’un chapitre, et des exercices d’approfondissement qui permettent
d’aller un peu plus loin ou de détailler certains calculs qui ne sont pas développés
complètement dansle chapitre. Le niveau de difficulté des exercices d’application
et d’approfondissement est signalé par
•
,
• •
ou
• • •
. Les exercices de niveau
•••
seront plus profitables aux étudiants de niveau L3 ou en formation d’ingénieur.
En fin d’ouvrage, un index des symboles et un index terminologique pourront aider
le lecteur à retrouver rapidement une notation, un terme ou une formule et le chapitre
correspondant.
