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Giansalvo EXIN Cirrincione unité #6 Ondes électromagnétiques et énergie électrostatique magnétostatique Hypothèses : existence dune densité dénergie.

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2 Giansalvo EXIN Cirrincione unité #6

3 Ondes électromagnétiques et énergie électrostatique magnétostatique Hypothèses : existence dune densité dénergie électromagnétique existence dun courant dénergie électromagnétique conservation locale de lénergie

4 Ondes électromagnétiques et énergie densité d'énergie q, t 1 q, t 2 Causes de variation de U dégradation de l'énergie électromagnetique en d'autres formes d'énergie transformation contraire déplacement de l'énergie électromagnetique Causes de variation de U dégradation de l'énergie électromagnetique en d'autres formes d'énergie transformation contraire déplacement de l'énergie électromagnetique U, S, j densité de courant d'énergie

5 bilan local d'énergie électromagnétique tt+dt transfert de l'énergie aux charges effet Joule

6 vecteur de Poynting

7 Théorème de Poynting Le flux du vecteur de Poynting à travers une surface fermée S mesure la puissance électromagnétique rayonnée à travers S. Théorème de Poynting Le flux du vecteur de Poynting à travers une surface fermée S mesure la puissance électromagnétique rayonnée à travers S.

8 onde plane dans le vide Dans le vide la vitesse de propagation de l'énergie électromagnétique est égale à la vitesse de la lumière.

9 intensité lumineuse I de l'onde plane énergie reçue par unité de temps par une surface unité perpendiculaire à k valeur moyenne du flux du vecteur de Poynting à travers cette surface unité Les détecteurs usuels sont sensibles à I

10 exemples Un émetteur radio rayonne une puissance de 1 MW de maniére uniforme dans le demi-espace libre, au-dessus de la Terre. Quel est l'ordre de grandeur du champ électrique E dû à ce rayonnement qu'on mesurera à une distance R = 1000 Km de l'émetteur ? Une antenne de quelques décimètres suffira donc à recuperer un signal de l'ordre du millivolt, facilement détectable et amplifiable ; il est vrai que l'émetteur est particulièrement puissant.

11 exemples Considérons un circuit comportant, outre un générateur, un fil cylindrique, rectiligne, de grande longueur. Le générateur y maintient un courant constant. effet Joule dans le filgénérateur Le courant d'énergie s'etablit dans tout l'espace et hors des conducteurs, à l'intérieur desquels il pénètre en traversant leur surface.

12 exemples déchargée variable courant de déplacement

13 onde plane dans le vide représentation ondulatorie représentation corpuscolaire pulsation vecteur d'onde polarisation E module E énergie par paquets ou quanta photon énergie relation de Planck quantité de mouvement constante de Planck

14 énergie relation de Planck quantité de mouvement constante de Planck Le photons ont la vitesse de la lumière; cette hypothèse ne contredit pas les postulats de la Relativité parce qu'on leur attribue une masse au repos nulle La Relativité justifiera pleinement le fait que nous associons à une onde non seulement une énergie mais encore une quantité de mouvement : un simple changement de repère permet de transformer l'une en l'autre ces deux quantités

15 pression de radiation chocs des photons choc inélastiquechoc élastique dS subit dans le temps dt d 2 N chocs : impulsion totale

16 pression de radiation chocs des photons choc inélastiquechoc élastique Cette pression joue un rôle considérable pour maintenir l'équilibre thermodynamique des étoiles, au sein desquelles d'énormes densités d'énergie électromagnétique existent avec de très faibles densités de matiére si bien que le forces dues à la pression de radiation peuvent devenir comparables aux forces gravitationnelles

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