Les ondes électromagnétiques dans le plasma

Description

Cette séance de cours couvre la relation de dispersion, le modèle à deux fluides, l'équilibre dans le plasma, les équations des fluides pour les ondes à haute fréquence, la géométrie des vagues, le mouvement des fluides électroniques et la propagation des ondes lumineuses dans l'ionosphère. Il traite également de l'indice de réfraction, de la vitesse de phase et de groupe, de la fréquence de coupure, de la densité critique et du comportement des ondes à différentes couches de l'ionosphère.

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Relation de dispersion

En physique théorique, une relation de dispersion est une relation entre la pulsation et le vecteur d'onde d'une onde monochromatique. Par extension, la dualité onde-corpuscule de la physique quantique conduit à l'introduction de relation de dispersion pour une particule, comme relation entre son énergie et sa quantité de mouvement . Un milieu non dispersif est caractérisé par un indice indépendant de la pulsation. La relation de dispersion s'écritavec le vecteur d'onde.

Onde

vignette|Propagation d'une onde. Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales du milieu. Elle se déplace avec une vitesse déterminée qui dépend des caractéristiques du milieu de propagation. vignette|Une vague s'écrasant sur le rivage. Il existe trois principaux types d'ondes : les ondes mécaniques se propagent à travers une matière physique dont la substance se déforme. Les forces de restauration inversent alors la déformation.

Fréquence de coupure

La fréquence de coupure d'un circuit électronique est la fréquence limite de fonctionnement utile d'un circuit électronique. La pulsation de coupure est la pulsation correspondante. Les fréquences de coupure basse et haute définissent la bande passante. Conventionnellement, cette limite est souvent fixée à la fréquence pour laquelle la puissance de sortie est réduite de moitié, pour un signal d'entrée de même amplitude, par rapport à la puissance de sortie à la fréquence de référence.

Surface wave

In physics, a surface wave is a mechanical wave that propagates along the interface between differing media. A common example is gravity waves along the surface of liquids, such as ocean waves. Gravity waves can also occur within liquids, at the interface between two fluids with different densities. Elastic surface waves can travel along the surface of solids, such as Rayleigh or Love waves. Electromagnetic waves can also propagate as "surface waves" in that they can be guided along with a refractive index gradient or along an interface between two media having different dielectric constants.

Group velocity

The group velocity of a wave is the velocity with which the overall envelope shape of the wave's amplitudes—known as the modulation or envelope of the wave—propagates through space. For example, if a stone is thrown into the middle of a very still pond, a circular pattern of waves with a quiescent center appears in the water, also known as a capillary wave. The expanding ring of waves is the wave group or wave packet, within which one can discern individual waves that travel faster than the group as a whole.