Ondes électromagnétiques dans le vide - Physique

Ondes
Chapitre3
Ondes électromagnétiques dans le vide
Introduction :
Définition d’une OEM
Une onde EM transporte de l’énergie
Propagation dans le vide : sans charge ni courant
Equation de d’Alembert tridimensionnelle
Structure des OEMPPH dans le vide
Spectre des Ondes électromagnétiques
I) Bilan d’énergie électromagnétique
1) Notations
 Densité volumique d’énergie électromagnétique w(M,t)
 Puissance volumique cédée par le champ à la matière pV
 Vecteur de Poynting = vecteur densité de flux de puissance électromagnétique
2) Equation locale de Poynting
On effectue un bilan d’énergie électromagnétique dans un volume quelconque d’un
milieu quelconque
On aboutit à l’équation locale de Poynting
3) Expression du vecteur de Poynting
II) Propagation d’ondes électromagnétiques dans le vide :
1) Equation de propagation des ondes électromagnétiques dans le vide :

 laplacien vectoriel
 « double rotationnel »
 Equation de propagation dans le vide
 vitesse de propagation
2) Structure d’une onde électromagnétique plane progressive harmonique
OEMPP : On montre que l’onde est transverse électrique et magnétique
OEMPPH :
- écriture des champs
- notations complexes
- opérateur divergence et rotationnel en notation complexe
- équations de Maxwell dans le vide en notations complexes
- ondes transverses
- relation de structure
- relation de dispersion
- retour sur la relation de structure
3) Aspect énergétique des OEMPPH dans le vide
 direction de propagation de l’énergie
 valeur moyenne temporelle du vecteur de Poynting
 équipartition entre l’énergie électrique et l’énergie magnétique
 relation entre П et w
 vitesse de propagation de l’énergie électromagnétique
4) Polarisation d’une OEM :
définition
polarisation rectiligne
III) Réflexion d’une OEM sur un conducteur parfait
1) Relations de passage
2) TD