Généralité
L'objectif de ce cours est de définir ce que sont les ondes électromagnétiques et leurs propriétés, nous ne nous intéresserons pas aux sources des champs électromagnétiques, mais seulement à la propriété de ceux-ci dans les milieux physiques.
Analogie onde, particule, spectre électromagnétique
Diverses expériences (effets photo électrique par Hertz en 1887, effet laser par
Chaque photon émet à une fréquence f une énergie élémentaire données par la relation W=h.f=kBT
Le concept d'onde électromagnétique couvre les ondes, des fréquences les plus faibles aux fréquences les plus élevées présentes dans l'univers. Néanmoins l'utilisation des ondes électromagnétiques à des fins de transmission d'information reste contenu dans un domaine plus restreint du spectre électromagnétique en fonction de l'angle.
Milieux continus
Tout milieu donc les propriétés physiques caractéristiques ne subissent pas de discontinuités brutales est un milieu continu, ceci exclu donc le milieu composite, le granulaire bien qu'il soit quelque fois possible pour ces derniers types des lois d'homogénéisation. On parle alors de propriété physique effective. Un milieu continu pourra donc être liquide, gazeux ou vide.
Rappel des lois d'électricité
Champ magnétique: loi de Biot et Savard
Soit un élément conducteur dl parcouru par I de densité j, il produit un champ magnétique en M tel que:
Théorème d'Ampère:
La circulation du champ H le long d'un contour fermé est égale au flux du vecteur j à travers S limité par S
Exemple: En conséquence le champ créé par un conducteur circulaire en un point M distant de r est
Equations de Maxwell
Les champs électriques et magnétiques qui matérialisent l'onde électromagnétique obéissent aux lois macroscopiques suivantes:
Or l'onde est supposée progressive et se propageant dans le sens de z par conséquent E1=0.
La valeur réelle du champ E sera sous la forme: