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Ondes électro-magnétiques

Ondes électro-magnétiques. 1ère partie: généralités. Référence. Hecht, Eugene OPTICS, 3rd Ed. Addison-Wesley Longman, Inc 1998 ISBN 0-201-83887-7. Ondes progressives. Onde Perturbation d’un milieu dans lequel elle se propage Onde mécanique (corde, liquide, ondes sonores,…)

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Ondes électro-magnétiques

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Presentation Transcript

  1. Ondes électro-magnétiques 1ère partie: généralités

  2. Référence • Hecht, Eugene • OPTICS, 3rd Ed. • Addison-Wesley Longman, Inc • 1998 • ISBN 0-201-83887-7

  3. Ondes progressives • Onde • 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 • Longitudinale • Mouvement parallèleà la propagation • Transversale • Mouvement perpendiculaireà 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 xà une vitesse v

  6. Exemple

  7. Equation d’onde différentielle • D’Alembert (1717-1783) • 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 propagationperpendiculaire 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 (1831-1879) • 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 • 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 • c = 2,997 924 58 108 m/s (définition du mètre) • Dans un milieu • Indice de réfraction

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

  18. Existence des photons

  19. Energie des photons

  20. Name Energy Range(eV) Wavelength Range (nm) Infrared less than 1.6 greater than 760 Visible Light 1.6 - 3.1 760 - 400 Red 1.6-2.0 760-610 Orange 2.0-2.1 610-590 Yellow 2.1-2.3 590-540 Green 2.3-2.6 540-480 Blue 2.6-2.8 480-450 Violet 2.8-3.1 450-400 Ultraviolet greater than 3.1 less than 400 UV-A 3.1-3.9 400-320 UV-B 3.9-4.3 320-290 UV-C 4.3-6.5 290-180 Energie des photons « optiques »

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