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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 $ E(M,t)$ et magnétiques $ B(M,t)$. Ces ondes varient donc en fonction du point $ M$ d'observation et du temps $ t$.

Une onde électromagnétique ne doit pas se voir comme la superposition de deux ondes indépendantes $ E$ et $ B$, mais comme une seule entité les relations entre les ondes $ E$ et $ B$ étant exprimées par les équations de Maxwell :

\begin{center}\vbox{\input{const_electro}
}\end{center}

Une description des différents opérateurs différentiels utilisés se trouve en Annexe (Chapitre 7). Les deux premières équations lient les champs $ E$ et $ B$ 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:

$\displaystyle \epsilon_0\mu_0c^2=1
$

$ c\approx 3.10^8 m/s$ 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 :

où S est une surface quelconque s'appuyant sur C et $ \tau$ un volume quelconque s'appuyant sur C.



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Brun Luc 2004-03-25