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Les ondes électromagnétiques
La couleur est un phénomène physiologique provoqué par l'excitation de
photorecepteurs situés sur la rétine par une onde
électromagnétique. Une onde éléctromagnétique est induite par les
électrons des atomes d'un objet émetteur. Lorsqu'un atome est excité,
certains de ses électrons vont passer d'un niveau d'énergie donné á
un niveau plus faible, cette perte d'énergie s'accompagne de
l'émission d'une onde électromagnétique perçue par l'oeil. Une onde
électromagnétique est, comme son nom l'indique, composée de deux
champs électriques et magnétiques . Ces ondes varient
donc en fonction du point d'observation et du temps .
Une onde électromagnétique ne doit pas se voir comme la superposition
de deux ondes indépendantes et , mais comme une seule entité
les relations entre les ondes et étant exprimées par les
équations de Maxwell :
- Equation du flux conservatif
- Equation de Maxwell-Faraday
- Equation de Maxwell-Gauss
où représente la permitivité du milieu considéré (permitivité du
vide :
) et la densité volumique de
charge (Table 2.1).
- Equation de Maxwell-Ampère
où représente la constante de perméabilité du milieu
(perméabilité du vide :
) et la densité volumique
de courant (Table 2.1).
Une description des différents opérateurs différentiels utilisés se
trouve en Annexe (Chapitre 7). Les deux premières
équations lient les champs et alors que les deux dernières
expriment les relations entre ces champs et les phénomènes (densité de
charge ou courant) qui en sont à l'origine. La permitivité et la
perméabilité du vide sont reliés par l'équation:
où
représente la vitesse de la lumière.
Si l'on utilise les théorèmes d'Ostrogradsky et de Stokes, les
équations de Maxwell peuvent s'exprimer sous forme d'intégrales :
- Equation du flux conservatif
Le champ magnétique est à flux conservatif sur n'importe qu'elle
surface fermée.
- Equation de Maxwell-Faraday
Un champ magnétique variable (dans le temps) engendre un champ
électrique à circulation non conservative.
- Equation de Maxwell-Gauss
Le champ E est a flux non conservatif sur une surface fermée. Ce
flux est proportionnel à la somme des charges qui l'ont engendré.
- Equation de Maxwell-Ampère
Un champ électrique variable et/ou une circulation de courant
engendre un champ magnétique à circulation non conservative.
où S est une surface quelconque s'appuyant sur C et un volume
quelconque s'appuyant sur C.
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Brun Luc
2004-03-25