Ondes électro-magnétiques

Présentation au sujet: "Ondes électro-magnétiques"— Transcription de la présentation:

1 Ondes électro-magnétiques
1ère partie: généralités

2 Référence Hecht, Eugene OPTICS, 3rd Ed. Addison-Wesley Longman, Inc
1998 ISBN

3 Ondes progressives Onde Progressive
Perturbation d’un milieu dans lequel elle se propage Onde mécanique (corde, liquide, ondes sonores,…) Onde électro-magnétique Seule la perturbation se déplace, pas le milieu Grandes vitesses de déplacement Progressive La perturbation se propage dans l’espace Doit être fonction du temps et de l’espace

4 Ondes longitudinales et transversales
Mouvement parallèle à la propagation Transversale Mouvement perpendiculaire à la propagation Onde EM = transversale

5 Equation d’onde Onde à 1 dimension Forme de la perturbation
Photo de la perturbation en t = 0 Propagation Equation d’une onde se déplaçant le long de x à une vitesse v

6 Exemple

7 Equation d’onde différentielle
D’Alembert ( ) Définition Une onde est une solution de l’équation d’ondes !

8 Ondes harmoniques Onde sinusoïdale ou cosinusoïdale
Période spatiale: l Périodique dans l’espace Périodique dans le temps l = longueur d’onde

9 Ondes harmoniques (2) Période temporelle: T Fréquence Pulsation

10 Ondes planes Forme générale Ondes planes
k = vecteur de propagation perpendiculaire aux plans Amplitude constante Equation des fronts d’ondes

11 Ondes sphériques Ne dépend que de r Fronts d’ondes A grande distance

12 Ondes électro-magnétiques
Equations de Maxwell ( ) Unifie les lois de l’électromagnétisme Fournit une solution à l’équation d’ondes Solution: 2 ondes harmoniques transverses Intensité

13 Origine des ondes EM Dipôle oscillant Sources Produit champ E
Champ E produit champ B Sources Antenne: ondes radio Atome: lumière

14 Types d’ondes EM Spectre EM

15 Spectre « optique »

16 Vitesse des ondes EM Dans le vide Dans un milieu Indice de réfraction
c = 2, m/s (définition du mètre) Dans un milieu Indice de réfraction Matériau n Air Eau 1.333 Verre 1.5 Diamant 2.4

17 Photon Lumière = Onde Lumière = Corpuscule Einstein (1905) Photon
Quantum d’énergie

18 Existence des photons

19 Energie des photons

20 Energie des photons « optiques »
Name Energy Range(eV) Wavelength Range (nm) Infrared less than 1.6 greater than 760 Visible Light Red Orange Yellow Green Blue Violet Ultraviolet greater than 3.1 less than 400 UV-A UV-B UV-C