Un MOOC pour la Physique

Réflexion d'une onde EM sur un métal non parfait

(20 minutes de préparation)

Un conducteur ohmique de conductivité occupe le demi-espace , le demi-espace étant vide.

Une onde incidente de la forme :

se propage dans le vide.

Elle donne naissance à une onde transmise de la forme (voir le cours sur l'effet de peau) :

Avec :

Et à une onde réfléchie de la forme :

Question

1. Déterminer les champs magnétiques correspondants.

Question

2. On suppose qu'il n'y a pas de courants superficiels. En écrivant la continuité des champs électriques et magnétiques, établir l'expression de en fonction de .

Vérifier que, pour (ce que l'on supposera dans la suite), on a :

en limitant les calculs à l'ordre 1 en .

Question

3. En réalité, le conducteur a une surface dans le plan .

  • Calculer la moyenne temporelle du flux du vecteur de Poynting en . Que représente cette grandeur ?

  • Montrer que la moyenne temporelle de la puissance dissipée par effet Joule dans un élément de volume du conducteur vaut :

    En déduire la moyenne temporelle de la puissance dissipée par effet Joule dans tout le conducteur.

    Comparer avec le résultat de la question précédente.

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