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Vidéo de question : Identifier un mode possible dans une cavité Physique

Laquelle des ondes électromagnétiques représentées sur le schéma d’une cavité correspond à un mode de résonance possible de la cavité ?

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Transcription de vidéo

Laquelle des ondes électromagnétiques représentées sur la figure d’une cavité correspond à un mode de résonance possible de la cavité ?

Commençons par rappeler ce qu’est un mode de résonance d’une cavité. Disons qu’ici, nous avons une cavité, et elle pourrait avoir n’importe quelle forme. Il est possible que des ondes, disons, des ondes lumineuses ou des ondes sonores, existent entre deux points de la paroi de la cavité, en fonction de la taille de la cavité. Mais il y a une condition à cela. Toute onde qui existe dans la cavité doit répondre à ce qu’on appelle les conditions aux limites. Dans ce cas, ces conditions sont que pour n’importe quel endroit où l’onde rencontre la paroi de la cavité, l’onde doit avoir un déplacement de zéro. Cela signifie, par exemple, que l’onde que nous avons dessinée ici a la longueur d’onde la plus longue possible pour toute onde pouvant exister entre ces deux points de la paroi de la cavité.

Cependant, il est possible qu’une onde plus courte existe entre ces deux points. Voici une onde dont toute la longueur d’onde se situe entre ces deux points. Mais notez qu’elle doit encore satisfaire les conditions aux limites en ayant un déplacement de zéro là où elle rencontre la paroi. C’est la condition d’un mode de résonance dans une cavité.

En considérant alors nos deux choix de réponse (A) et (B), nous voyons que l’onde de la réponse (A) commence à ce point sur la paroi et se termine à ce point. Aux deux endroits, son déplacement est nul. L’onde de la réponse (B) commence cependant à ce point sur la paroi et se termine prétendument ici. Cependant, lorsque l’onde rencontre la paroi de la cavité à droite, son déplacement que nous pouvons voir n’est pas nul. Par conséquent, il ne satisfait pas les conditions aux limites requises. Et cela signifie que cette onde dessinée ne peut pas exister entre ces deux points de notre cavité. Par conséquent, l’onde représentée dans la réponse (A) est la seule onde qui correspond à un mode de résonance possible de la cavité.

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