Onde électromagnétique : Nature

[invite78996680]

Bonjour amis physiciens !
Comme j'ai un peu de mal à cerner exactement ce qu'est une onde électromagnétique,
j'aimerais vous poser quelques questions afin d'affiner ma compréhension dans le domaine.
Je remercie d'avance ceux qui prendront le temps de me répondre.

1. A un instant donné, on peut localiser dans l'espace une onde électromagnétique. Juste ?
1. (bis) L'onde peut-elle être localisée comme un point ?

2. On présente souvent les ondes électromagnétiques comme des vagues. En réalité, les ondes sont tout à fait rectilignes. (Les vagues ne représentent pas un mouvement de haut en bas et de gauche à droite dans l'espace, mais une variation des champs électrique et magnétique par rapport au temps). Est-ce correct ?

2. Lorsque l'onde est dans une phase "champ électrique positif", ce champ diverge du point central de l'onde dans toutes les directions (en 1/r²), comme le ferait une particule chargée au repos (et repousse donc les particules chargées positivement aux alentours). Lorsque l'intensité du champ diminue, celui-ce s'annule progressivement puis devient négatif, cette fois les particules chargées positivement sont attirées vers le point central de l'onde. Juste ?

2. bis. Si oui, peut-on calculer la valeur de ce champ ?

3. Lorsqu'une onde très puissante percute un électron dans un atome, le sort de celui-ci dépend-il de l'intensité respective des champs électriques et magnétiques à l'instant de la "collision" ?

Merci d'avance !!
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[invite78996680]

Je précise que c'est le gros bordel dans ma tête. Je suis sans doute complètement à côté de la plaque...
Il me manque des pièces pour compléter ce puzzle. Du coup, si vous avez de bons liens internet où je pourrais aiguiser ma compréhension du phénomène, je prend ! Éventuellement, de bons livres détaillés sur le sujet.

Je sais ce qu'est une onde (en général), la difficulté réside dans la nature même de l'onde E.M. Je suis perdu. :P

[LPFR]

Bonjour.
Une onde peut occuper une zone de l'espace. Pas un point.
Si vous voulez vous faire une idée d'une onde électromagnétique, regardez le dessin d'un morceau d'onde plane. Ceci est une abstraction des ondes réelles qui sont plutôt des ondes sphériques. Mais quand vous regardez l'onde loin de la source, le morceaux de surface sphérique sont très proches de plans.



Les vagues c'est une bonne représentation pour les gens qui savent ce qu'est une onde EM, et une très mauvaise représentation pour de gens qui, comme vous, n'ont pas une image claire.

Oui, une onde qui part d'une source ponctuelle se propage dans toutes les directions et donne lieu à une onde sphérique. Même si cette onde n'a pas la même amplitude dans toutes les directions.

Oui. On peut calculer la valeur du champ en fonction de la distance et la direction, soit à partir des propriétés de la source ou à partir de la puissance par unité de surface.
Mais c'est pour des "grandes personnes". Il faut comprendre la physique qui même aux calculs.

L'interaction d'une onde avec un atome peut être de nature "classique": le champ fait osciller les électrons les plus externes de l'atome.
Mais l'interaction peut être de nature quantique. Dans ce cas le modèle classique (onde EM) n'est pas utilisable et il faut utiliser le modèle "photon".
Au revoir.

[invite78996680]

Merci LPFR,

Je met le doigt sur un point ambigu dans ma compréhension : Quand on parle de l'onde, on parle :
- de la sphère qui s'éloigne à la vitesse c de la source ? Et qui correspond donc à une seule onde et un seul photon ?
- ou d'une partie infinitésimale de la sphère qui part de la source et se propage le long de l'un de rayons de la sphère ? La sphère entière correspondant alors à une infinité d'ondes rectilignes divergentes chacune équivalente à un photon ? (Un peu comme la lumière émise par une ampoule).

Dans un second temps :

Peut-on vraiment considérer une onde comme un objet physique ? Ou ne serait-ce en réalité qu'une variation des champs électromagnétiques ?
Par exemple, si un électron au repos avance de X cm puis s'arrête. Est-ce qu'on peut considérer que des ondes sont parties de l'électron lorsqu'il bougeait ? (le champ électromagnétique engendré par l'électron ayant varié du départ jusque l'arrivée).

Merci.

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6bes]

Bjr à toi,
Y a pas de sphére qui s'éloigne ou une aprtie de celle çi !
Une onde de ce type ,n'a rien de physique.
Ne mélange pas photons (immatériel) pas de poids. et électron qui lui a une masse .
A+

[invite78996680]

Bonjour f6bes,

Bjr à toi,
Y a pas de sphére qui s'éloigne ou une aprtie de celle çi !
Une onde de ce type ,n'a rien de physique.
Ne mélange pas photons (immatériel) pas de poids. et électron qui lui a une masse .
A+

Je fais bien la différence entre un électron et un photon, mais je me suis mal exprimé :
Ce que je voulais dire, c'est qu'en se déplaçant, un électron fait varier le champ électromagnétique qu'il produit lui-même. Cette variation pouvant affecter une particule chargée située très loin de lui : peut-on considérer qu'une onde s'est déplacée de l'électron jusque cette particule ?

Merci.

[QuarkTop]

2. Lorsque l'onde est dans une phase "champ électrique positif", ce champ diverge du point central de l'onde dans toutes les directions (en 1/r²), comme le ferait une particule chargée au repos (et repousse donc les particules chargées positivement aux alentours). Lorsque l'intensité du champ diminue, celui-ce s'annule progressivement puis devient négatif, cette fois les particules chargées positivement sont attirées vers le point central de l'onde. Juste ?

Bonjour,
Attention la partie électrique d'une onde ém n'est pas un champ coulombien de signe alternant dans le temps comme tu le suggères. Son champ électrique est plutôt perpendiculaire à la direction radiale (alors que le champ coulombien est parallèle à la direction radiale) et décroît moins vite avec la distance, plutôt en 1/r qu'en 1/r², c'est ce qui explique la longue portée des ondes par rapport au champ statique.

[LPFR]

Re.
Essayez de comprendre le dessin du "pain de mie".
Ce sont les tranches qui s'éloignent de la source à vitesse 'c'.
Et ceci tout autour de la source.
Chacune des tranches correspond à un petit bout d'une surface sphérique qui s'éloigne du centre.

Et, avec ce dessin. On ne parle pas de "photons". Ce sont des ondes.
Soit vous utilisez le modèle "ondes" et vous ne prononcez pas le mot "photon".
Soit vous utilisez le modèle "photon" et vous ne prononcez le mot "onde" que pour parler de la fréquence de "l'onde associée".

Une onde est bien un objet physique immatériel. Elles transportent de l'énergie. Et ce sont des champs changeant avec le temps.

Les ondes sont générées par des charges électriques (souvent des électrons) accélérées. C'est le cas pour les électrons qui oscillent à cause du courant alternatif dans une antenne et pour les électrons qui se font freiner brusquement contre une cible dans les tubes à rayons X (pour les radiographies). Ou pour les électrons qui tournent dans un synchrotron.

Et, pour éviter que vous continuiez à essayer de comprendre comment une onde est générée par une charge accélérée, je vous donne la formule du champ électrique crée par une telle charge:

Pour pourrez le faire. Mais pas tout de suite.
A+

[albanxiii]

Bonjour,

Pour le "fun", et parce que j'ai passé du temps à taper la formule vous trouverez ici http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post4588727 une autre expression du champ électrique rayonné par une particule en mouvement. Si vous ne croyez pas que ces deux expressions sont la même chose, je vous engage à le vérifier (prenez quand même quelques pages de brouillon et assurez vous que votre cartouche d'encre est pleine).

@+

[invite78996680]

Bonsoir, me revoilà.
Je me suis documenté davantage sur la question depuis et je remercie tout ceux qui ont pu me guider jusqu'ici.

Je suis toujours bloqué par une incompréhension :

Le rayonnement électromagnétique est-il un phénomène purement émergent des relations entre champ électrique et champ magnétique ? : Ce que nous appelons rayonnement n'est en fait pas un objet en soit mais juste une façon de nommer l'effet généré par l'interaction entre les champs E et B dans certaines circonstances.

Ou au contraire, est-il quelque chose de nouveau, qu'il faut ajouter aux objets "champ électrique" et "champ magnétique", sans lequel la théorie électromagnétique serait incomplète ?



J'espère m'être correctement exprimé, si ce n'est pas le cas, voici une expérience de pensée :

Imaginons que j'écrive un programme informatique qui simule les interactions électromagnétiques entre une centaine de particules chargées. A chaque temps, je calcule la force de Lorenz résultante subie par chacune des particules et calcule les nouvelles vitesses et position. Je ne calcule aucun rayonnement quel qu'il soit, seuls les champs électriques et magnétiques créés par les charges sont pris en compte.

Vais-je observer un rayonnement électromagnétique ?


Je vous remercie d'avance.

[LPFR]

Bonjour.

...
Imaginons que j'écrive un programme informatique qui simule les interactions électromagnétiques entre une centaine de particules chargées. A chaque temps, je calcule la force de Lorenz résultante subie par chacune des particules et calcule les nouvelles vitesses et position. Je ne calcule aucun rayonnement quel qu'il soit, seuls les champs électriques et magnétiques créés par les charges sont pris en compte.

Vais-je observer un rayonnement électromagnétique ?
...

Quand vous calculez le champ électrique des particules suivant la formule et le mode d'emploi du post #8, vous obtenez le champ électrique de chaque particule, lequel contient non seulement le champ "électrostatique" mais aussi le "champ de transition" et le "champ électromagnétique". Le dernier correspond au champ de l'onde électromagnétique.
Et évidement, pour calculer le champ magnétique il faut utiliser le champ électrique calculé et les équations de Maxwell ce qui vous donnera le champ complet dont une partie est celle de l'onde électromagnétique.
Au revoir.

[invite78996680]

Bonjour LPFR,
c'est tout ce que je voulais savoir.

Encore une petite question :
Est ce que la dérivée seconde par rapport au temps de "er' / r'²" correspond à l'accélération de la particule à t-1 ?

Merci.

[LPFR]

...
Est ce que la dérivée seconde par rapport au temps de "er' / r'²" correspond à l'accélération de la particule à t-1 ?
...

Re.
Non.
Ceci correspond, en gros, à la vitesse (à quelques facteurs près). Et le champ donné par ce terme est le "champ de transition" ("Wake field"). Ce n'est pas ni le champ électrostatique ni le champ de l'onde électromagnétique. Et c'est un champ dont on ne parle pas souvent.
A+