Если кратко, то:
* atan = gives angle value between -90 and 90
* atan2 = gives angle value between -180 and 180
Another thing to mention is that atan2 is more stable when computing tangents using an expression like atan(y / x) and x is 0 or close to 0.
Почему функция atan возвращает угол только в диапазоне между 90 и -90 градусов?

Atan работает только с осью тангенса (tg x). С позиции этой оси между 2,3 и 1,4 квадрантами нет различий, а именно:
- Между 1 и 3
- Между 2 и 4
Картинка ниже показывает, что угол во втором и угол в четвертом квадранте не различимы между собой для оси tgx

<br>
Как работает функция atan2? Каким образом она умеет возвращать угол между 180 и -180?

Atan2 принимает на вход не просто отношение, а компоненты, из которых рассчитывается отношение (sin и cos).
Atan2 при расчете угла учитывает значение синуса, благодаря синусу Atan2 понимает в каком квадранте находится угол.

<br>
[Статья на medium](https://medium.com/@sddkal/difference-between-atan-and-atan2-b2d5df4d8b30)