onde évanescente et pertes
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onde évanescente et pertes



  1. #1
    legyptien

    onde évanescente et pertes


    ------

    Bonjour,

    Je me demandais partait l'énergie dans une onde évanescente ?

    Supposons un guide d'onde métallique et rectangulaire. Si on excite à une fréquence inférieur à celle du premier mode, il n'y a pas de propagation et il y a évanouissement. J'ai un générateur qui envoie de l'énergie, elle va bien quelque part. J'ai du mal à cerner la manière dont l'énergie est dissipée lors d'un évanouissement. C'est de la chaleur dissipée ?

    Merci

    -----

  2. #2
    LPFR

    Re : onde évanescente et pertes

    Bonjour.
    Une "onde" évanescente ne transporte pas d'énergie. D'ailleurs il n'y pas de propagation.
    Il faut surement de l'énergie pour l'établir, mais en régime stationnaire elle ne change pas.
    Au revoir.

  3. #3
    legyptien

    Re : onde évanescente et pertes

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Bonjour.
    Une "onde" évanescente ne transporte pas d'énergie. D'ailleurs il n'y pas de propagation.
    Il faut surement de l'énergie pour l'établir, mais en régime stationnaire elle ne change pas.
    Au revoir.
    Ah tout à l'heure en pensant à ma question, j'ai trouvé une autre réponse que celle là.

    Supposons une onde qui vient percuter un plan métallique. Si le métal est bon, la grande majorité de l'énergie sera réfléchie et une onde évanescente l'évanouie dans une épaisseur appelée épaisseur de peau. Cette dernière est d'autant plus étroite (plus petite) que le conducteur est bon. Bon ca m'induit fortement à dire que l'existence de l'onde évanescente est directement liée au caractère imparfait (non conducteur) du conducteur. Cela veut dire que l'onde evanescente est la manifestation des pertes dans le conducteur.

    C'est donc des pertes par chaleur pour moi.

    J'ai dit une betise, je vous remercie de me corriger.

    A+

  4. #4
    coussin

    Re : onde évanescente et pertes

    C'est ça. L'énergie est utilisée pour créer les courants qui, justement, annuleront les champs dans le conducteur.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    LPFR

    Re : onde évanescente et pertes

    Citation Envoyé par legyptien Voir le message
    Ah tout à l'heure en pensant à ma question, j'ai trouvé une autre réponse que celle là.

    Supposons une onde qui vient percuter un plan métallique. Si le métal est bon, la grande majorité de l'énergie sera réfléchie et une onde évanescente l'évanouie dans une épaisseur appelée épaisseur de peau. Cette dernière est d'autant plus étroite (plus petite) que le conducteur est bon. Bon ca m'induit fortement à dire que l'existence de l'onde évanescente est directement liée au caractère imparfait (non conducteur) du conducteur. Cela veut dire que l'onde evanescente est la manifestation des pertes dans le conducteur.

    C'est donc des pertes par chaleur pour moi.

    J'ai dit une betise, je vous remercie de me corriger.

    A+
    Bonjour.
    Je ne pensais pas à ça, comme une onde évanescente.
    Pour moi, une onde évanescente est celle que l'on trouve à l'entrée d'un guide d'ondes "trop étroit", ou du "mauvais côté" lors d'une réflexion totale.

    Pas l'onde qui rentre dans un matériau à haute absorption.

    Dans votre cas, cette onde transporte bien de l'énergie qui est dissipée par les pertes dans le métal. Vous pouvez calculer ces pertes avec la partie imaginaire de l'indice de réfraction du métal.
    Au revoir.

  7. #6
    legyptien

    Re : onde évanescente et pertes

    Oublions le matériau à hautes absorption. Je suis obligé de revenir la dessus parce que j'ai pas compris un truc.

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Bonjour.
    Une "onde" évanescente ne transporte pas d'énergie. D'ailleurs il n'y pas de propagation.
    Pour moi quand j'imagine une onde que "j'envoie" avec un générateur et qui s'évanouit dans l'air (je parle pas de métal là). Il y'a une épaisseur dans laquelle elle s'évanouit. De manière schématique, j'imagine une exponentielle décroissante dans l'air (dans la direction du guide d'onde). Il y a donc une épaisseur d'air dans laquelle de l'énergie est "consommée". Qui la consomme ? C'est ca que je comprends pas. Donc pour moi, une onde évanescente transporte bien de l'énergie même si c'est peu (épaisseur d'air dans laquelle l'onde s'évanouit). Il n'y a presque pas de propagation selon moi. Où je me trompe ?

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Il faut surement de l'énergie pour l'établir, mais en régime stationnaire elle ne change pas.
    Au revoir.
    Ca non plus je comprends pas. Pour vous il y a une onde stationnaire donc c'est pour ca que vous avez dit qu'il n y avait pas de propagation tout a l heure. Pourquoi il y a stationnarité ? Comme si le milieu de propagation était complètement "désadapté" au générateur. Je compare ca à une ligne de transmission qui est finie par un circuit ouvert ou court circuit.

    Je vois vraiment pas le rapport entre évanescence et stationnarité. Voici un Lien parmi tant d'autres qui parle d'atténuation quand on est en dessous de la fréquence de coupure du mode fondamental d'un guide d'onde rectangulaire. C'est à la page 24.

  8. #7
    LPFR

    Re : onde évanescente et pertes

    Bonjour.
    C'est un problème de langage. Lisez mon post précédent (#5).
    Pour moi, une onde qui se fait atténuer par des pertes n'est pas une onde évanescente car, dans ce cas, toutes les ondes réelles seraient évanescentes car tous les milieux ont des pertes.

    Regardez les pages de wikipedia en français et en en anglais.
    Au revoir.

  9. #8
    legyptien

    Re : onde évanescente et pertes

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Bonjour.
    C'est un problème de langage. Lisez mon post précédent (#5).
    Pour moi, une onde qui se fait atténuer par des pertes n'est pas une onde évanescente
    Pour moi non plus. Si une onde se propage dans un guide rempli d'air et que l'onde se fait atténuer petit à petit car le milieu est à perte alors c'est pas une onde évanescente d'après moi. Mais j'ai cru que si l'atténuation par les pertes se fait de manière exponentielle alors on a à faire à une onde évanescente.

    Alors le lien en Francais ne parle pas du tout d'onde stationnaire. Je crois que j'ai compris grâce au lien en Anglais. En fait, que ce soit dans le cas d'un matériau haute absorption comme le métal (cas 1) ou dans le cas d'un guide d'onde excité par une fréquence inférieure à la fréquence de son mode dominant (cas 2), on aura à faire à une onde stationnaire donc l'amplitude décroit de manière exponentielle dans la direction de propagation. C'est bien ça ? Parce que si c'est ça alors j'avais tout faux parce que je pensais que dans le cas 1 et 2, on avait une onde qui avait la forme d'une exponentielle. En gros je pensais que les ondes évanescentes étaient des ondes particulières (qui n'étaient pas représentées par une onde stationnaire dont l'amplitude décroit de manière exponentielle) mais qui étaient représentée par une exponentielle elle même.

    Donc si je comprends bien, la réponse à ma question est que les pertes de l'air combinée au fait qu'on est en dessous de la fréquence de coupure du mode dominant nous donne une onde évanescente. L'autre cas est le matériau à haute absorption. Y'a t il d'autres cas où on peut observer une onde évanescente ?

    Merci

  10. #9
    LPFR

    Re : onde évanescente et pertes

    Re.
    Une onde absorbée peu ou beaucoup par le milieu diminue toujours de manière exponentielle. Même pour la lumière des étoiles. Elle diminue comme 1/r² à cause de la distance mais elle diminue aussi (produit) de façon exponentielle par l'absorption du milieu intergalactique.

    Dans le cas d'un guide d'onde excité par une fréquence trop faible, on n'aura pas d'onde stationnaire. On aura une onde évanescente de la forme:



    Comme vous voyez, ça n'a rien d'une onde progressive ni d'une onde stationnaire.
    A+

  11. #10
    legyptien

    Re : onde évanescente et pertes

    Je crois que j'ai compris:

    Dans le cas du guide. Le coefficient L0 dépend de la différence entre f et fc (frequence de coupure du mode dominant). Je veux dire que plus on sera inférieur à fc plus la décroissance se fera vite. L'onde ne transporte pas d'énergie (à l'inverse du cas avec le métal: matériau haute absorption), c'est a dire que la vitesse de groupe est nulle. Une autre chose qui fait décroitre plus vite est si le matériau de propagation est considéré à perte. La partie imaginaire de la permittivité (qui dépend de la conductivité) du matériau fera diminuer L0.

    Donc la conductivité de l'air n'est pas nulle, elle contribue au phénomène d'evanescence. Parcontre dans le métal c'est le fait que sa conductivité n'est pas infinie qui fait que l'onde evanescente existe (c'est donc l inverse)

    C'est ca ?

    Merci (de votre patience).
    Dernière modification par legyptien ; 13/11/2010 à 19h17.

  12. #11
    coussin

    Re : onde évanescente et pertes

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    On aura une onde évanescente de la forme:

    Comme vous voyez, ça n'a rien d'une onde progressive ni d'une onde stationnaire.
    Nan, y aura une partie propagative :
    C'est k^2 qui devient imaginaire pur; donc k a une partie réelle

  13. #12
    LPFR

    Re : onde évanescente et pertes

    Citation Envoyé par legyptien Voir le message
    ...
    Donc la conductivité de l'air n'est pas nulle, elle contribue au phénomène d'evanescence. Parcontre dans le métal c'est le fait que sa conductivité n'est pas infinie qui fait que l'onde evanescente existe (c'est donc l inverse)...
    Bonjour.
    L'atténuation des ondes dans un diélectrique est surtout due aux pertes diélectriques et non à la conductivité.
    Dans un métal, c'est bien le fait que la conductivité ne soit pas infinie que fait qu'il y a atténuation.
    Et, pour moi, dans ces deux cas on a des ondes atténuées et non des ondes évanescentes.
    Au revoir.

  14. #13
    legyptien

    Re : onde évanescente et pertes

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Bonjour.
    L'atténuation des ondes dans un diélectrique est surtout due aux pertes diélectriques et non à la conductivité.
    Bonjour, Les pertes diélectriques sont bien représentées par la partie imaginaires de la permittivité du diélectrique ? avec la tangente de perte... Plus la partie imaginaire est élevée et plus on a des pertes. C'est pour cela que je pensais que la conductivité était responsable de ca.

    Ce lien met en évidence la formule dont je parle.

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Dans un métal, c'est bien le fait que la conductivité ne soit pas infinie que fait qu'il y a atténuation.
    Et, pour moi, dans ces deux cas on a des ondes atténuées et non des ondes évanescentes.
    Au revoir.
    Dans le métal il n'y a pas pénétration d'une onde évanescente transportant de l'énergie et diminuant de manière exponentielle et très rapidement dû à la conductivité élevée du métal ? Cette énergie transportée par l'onde est dissipée sous forme de pertes joules crées par le courant parcourant la surface et par la conductivité finie du métal. Ce lien déclare qu'il y a bien une onde évanescente dans le métal (à la fin de la section "Cas des ondes transverses magnétiques"). Je sais que la source n'est pas toujours fiable et c'est pour cela que je veux votre avis la dessus.

    Merci

  15. #14
    LPFR

    Re : onde évanescente et pertes

    Re.
    Citation Envoyé par legyptien Voir le message
    Bonjour, Les pertes diélectriques sont bien représentées par la partie imaginaires de la permittivité du diélectrique ? avec la tangente de perte... Plus la partie imaginaire est élevée et plus on a des pertes. C'est pour cela que je pensais que la conductivité était responsable de ca.

    Ce lien met en évidence la formule dont je parle.
    Une conductivité imaginaire n'est pas une conductivité, c'est un artifice de calcul. Et appeler ces pertes (i sigma) conductivité, est un abus.

    Citation Envoyé par legyptien Voir le message
    Dans le métal il n'y a pas pénétration d'une onde évanescente transportant de l'énergie et diminuant de manière exponentielle et très rapidement dû à la conductivité élevée du métal ? Cette énergie transportée par l'onde est dissipée sous forme de pertes joules crées par le courant parcourant la surface et par la conductivité finie du métal. Ce lien déclare qu'il y a bien une onde évanescente dans le métal (à la fin de la section "Cas des ondes transverses magnétiques"). Je sais que la source n'est pas toujours fiable et c'est pour cela que je veux votre avis la dessus.

    Merci
    Il ne s'agit pas des ondes transversales électriques ou magnétiques. Il s'agit de champ électrique ou magnétique parallèle à la surface. C'est une connerie de les appeler comme ça, car ce sont les mêmes ondes polarisées dans une direction ou à 90°.

    Ces cas:
    dans certaines situations (interface métal-air), le dénominateur du coefficient de réflexion TM peut devenir nul (le coefficient devient infini !). On obtient alors une onde réfléchie et une onde transmise sans onde incidente : l'étude du dénominateur précise alors les conditions de réalisation, les composantes des vecteurs d'ondes sont alors imaginaires. Le processus emploie donc les ondes évanescentes, et provoque l'apparition des plasmons de surface.

    est un cas particulier qui n'est pas la réflexion habituelle. Vous trouverez la mention dans la page wikipedia en anglais pour les ondes évanescentes. Mais je ne le connais pas.
    A+

  16. #15
    legyptien

    Re : onde évanescente et pertes

    mais juste une chose , c'est la permittivité qui est imaginaire mais dans le lien que j'ai cité, ils ne parlent pas de partie imaginaire de la conductivité. La partie imaginaire de la permittivité est composée de la conductivité qui elle est reelle. Je me trompe ?

  17. #16
    coussin

    Re : onde évanescente et pertes

    Lors d'une interface air-métal, il y a bel et bien une onde évanescente qui pénètre dans le métal sur une distance égal à l'épaisseur de peau. Cette onde a la forme donnée dans mon message #11.
    Cela n'a rien à voir avec les plasmons de surface.

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