Bonjour, lorsqu'une onde incidente se propage dans un milieu, elle fait osciller les électrons du milieu à la même fréquence.
Comment peut-on expliquer que ces électrons vont réémettre une onde d'autant plus rapide que la fréquence est petite ?
Cela revient à essayer de comprendre la dépendance de l'indice de réfraction (grandeur qui rend compte de l'interaction de l'onde avec le milieu) avec la longueur d'onde...
merci
re
je viens de trouver sur le forum une discussion intitulée "lumière bleue moins rapide que lumière rouge" dont le lien est le suivant
http://forums.futura-sciences.com/ph...ere-rouge.html
LPFR donnait une très bonne explication mais la dernière phrase me laisse sur ma fin : je cite "La dépendance de l'indice de réfraction avec la fréquence provient de la réponse des électrons en fonction de la fréquence."
C'est cet aspect là qui m'intéresse ; on se doute que les électrons vont réagir différemment en fonction de la fréquence de l'onde mais comment justifier le fait que s'ils émettent une onde de fréquence inférieure alors elle ira plus vite ?
merci
Bonjour,
Si vous parlez de vitesse, des ondes, il faut préciser que c'est la vitesse de phase. Ce qui change entre deux ondes électromagnétiques monochromatiques de fréquences différentes qui arrivent sur de la matière, c'est le déphasage avec lequel elles vont êtres réémises par les oscillateurs microscopiques avec lesquels elles interagissent.
Not only is it not right, it's not even wrong!
Bonjour.
Toute charge accélérée émet une onde électromagnétique. Si la charge oscille sinusoïdalement, elle émettra une onde sinusoïdale de même fréquence.
Dans un diélectrique, vous pouvez imaginer les électrons comme attachés par un ressort à leur atome. Ils ont une fréquence d’oscillation propre.
Soumis à un champ électrique oscillant, ils oscilleront à la fréquence du champ. Leur amplitude et déphasage dépendent des caractéristiques du « ressort ».
Dans un métal ou un plasma, les électrons sont aussi attachés, non par un ressort, mais par la loi de Coulomb. S’ils s’éloignent de leur position d’équilibre, ils laissent un endroit un peu plus positif, ce qui les attire vers la position qu’ils ont lassé. Ceci donne lieu à une fréquence propre d’oscillation (encore !) appelé « fréquence de plasma ». Cette fréquence dépend de la concentration d’électrons.
(On ne parle pas des atomes ou ions positifs nécessaire à la neutralité électrique, car ils sont trop lourds pour réagir aux champs oscillants).
Quand l’onde incidente à une fréquence plus basse que la fréquence plasma des électrons, ils réagissent et réfléchisses l’onde. Si la fréquence est trop élevée, ils n’ont pas le temps de réagir et l’onde traverse le milieu.
Ainsi, l’ionosphère réfléchit les ondes radio de basse fréquence mais laisse passer celles de haute fréquence comme le GPS ou la lumière des étoiles.
Au revoir.
merci pour vos réponses ; je comprends que l'amplitude et le déphasage des ondes réémises dépendent de la nature du milieu mais faut-il admettre que c'est pareil pour la vitesse ? est-ce que l'on peut dire que si la fréquence de l'onde réémise est plus petite, alors le milieu réagira en la "ralentissant" moins. La dépendance de la vitesse est intrinsèque à la nature du milieu. Cela voudrait dire qu'en fait "il n'y a pas d'explication" à ma question ...
Re.
Je ne sais pas qui a vous dit que les ondes étaient émises à des vitesses différentes.
Microscopique ment, toutes les ondes (EM) se propagent à la vitesse dans le vide c.
Ce n’est que macroscopiquement, que l’addition des ondes réémisses (qui se propagent à c), donne lieu à une onde qui semble se propager à une vitesse plus faible. C’est cela qui donne le modèle mathématique de l’indice de réfraction.
A+
ah d'accord, ma vision était donc fausse, merci pour la correction ; dernière question (désolé mais j'aimerais vraiment comprendre), pourquoi alors macroscopiquement, l’addition des ondes réémises (qui se propagent donc à c), engendre une onde qui semble se propager à une vitesse qui dépend de la fréquence ? J'aimerais comprendre le lien entre la vitesse "apparente" dans le milieu et la fréquence ...
merci encore
Re.
Peut-être que la façon de l’expliquer « avec les mains » est imaginer une onde plane qui traverse une fine couche de diélectrique. Cette fine couche va émettre une onde plane similaire mais avec un petit retard. Quand vous additionnez, après le passage, l’onde originale avec une autre onde retardée, cela vous donne une onde légèrement retardée.
Ce retard dépend du matériau.
Un diélectrique peut être vu comme un tas de couches fines accolées.
L’onde qui le traverse, subit des retards apparents du fait de l’addition des ondes réémises tout le long de la traversée. Cela donne une vitesse apparente plus petite que c.
A+
Dernière modification par LPFR ; 19/10/2017 à 10h50. Motif: correction de fond
merci pour cette explication "avec les mains", je comprends mieux où je coince (c'est déjà ça): le fait que ces retards apparents soient plus grands quand la fréquence est plus grande ...
Ca, ça dépend de la variation de l'indice de réfraction avec la fréquence. C'est une variation compliqué, ce n'est pas une fonction monotone. Dans les régions de dispersion anormale, l'indice décroit avec une fréquence croissante.Envoyé par pcpc
merci pour cette explication "avec les mains", je comprends mieux où je coince (c'est déjà ça
Dernière modification par coussin ; 19/10/2017 à 11h20.
merci coussin, en fait j'essaie de comprendre l'aspect physique plus que l'aspect mathématique qui en découle ... la variation de n avec f étant pour moi la conséquence de la manière dont réagissent les électrons
