Démonstration formule Snell-Descartes en electromagnetisme
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Démonstration formule Snell-Descartes en electromagnetisme



  1. #1
    theophrastusbombastus

    Démonstration formule Snell-Descartes en electromagnetisme


    ------

    Bonjour,
    ayant finis le chapitre sur électromagnétisme il subsiste une petite question... j'ai essaye de refaire moi même la démonstration, mais je la trouve lacunaire, si il était possible de jeter un oeil et me dire ce qu'il peut manquer ou étayer les parties qui vous sembleraient "incomprise" :

    on considère un onde électromagnétique polarisée rectiligne, arrivant en incidence oblique sur un dioptre entre les diélectriques (1 et 2) d'indice optique (respectif) n1 et n2. On appellera les angles incidents réfléchis et transmis par rapport a la normal (si besoin est je joindrai un dessin).

    A partir de ces formules j'aimerai retrouver
    et (en restant dans le cadre de notre exemple).

    on considère les vecteurs des champs électriques :




    on sous entend pour la suite, pour un vecteur quelconque :


    on considère ensuite la relation de passage :


    on divise tout par

    on se retrouve donc avec :


    du coup on etudie les deux phases :


    on regroupe les termes :


    jusque là c’était la partie math (en espérant ne pas m’être trop trompé... mais j'en doute) on va attaquer la partie physique qui m'interesse :
    Si on suppose un milieu LHI, la phase ne doit pas dépendre de t donc la pulsation est la même pour chacune des ondes ? (oui, c'est une question ! parceque partout je lis "expérimentalement on vérifie que la pulsation est inchangé", je voudrai le voir mathématiquement.)
    Ensuite dans la même supposition, le déphasage ne doit pas dépendre de donc est ce que l'on doit trouver les relations suivantes (allé c'est repartit pour du LaTeX):
    puisque l'on a les relations de dispersions suivantes :

    ces vecteurs sont orientés selon les vecteurs unitaires :

    donc en réinsérant tout ça dans nos équations du dessus on peut extraire les relations suivantes :
    et

    bon... ca tombe juste pour la réfraction mais il manque le signe - pour la réflexion ! Enfin je vous remercie d'avance de jeter un œil a tout ca, faire des remarques où vous le juger nécessaires pour expliciter clairement les sous entendus physique qu'il y a sous ces équations que j'aurais pu rater bêtement en appliquant seulement des relations mathématiques !

    P.S : désolé pour les fautes d'orthographes... je suis pô bon !

    -----

  2. #2
    LPFR

    Re : Démonstration formule Snell-Descartes en electromagnetisme

    Bonjour.
    On garde l’expression juste avant de « du coup on etudie les deux phases : ».
    Je ne vois pas l’intérêt de diviser par exp j(wit…). Ça complique les expressions inutilement.
    Donc je ne divise pas.
    Cette expression doit être satisfaite pour r = 0. Du coup il vous reste les trois vecteurs dans l’espace de Fresnel qui forment un triangle dont les côtés sont constants. Les côtés ne peuvent pas « tourner » à des vitesses différentes.

    Je ne vois pas où vous manque un signe.

    Cette démonstration (même démarche) est très bien détaillée et expliquée dans le Feynman Tome II Chap 33-7 :
    http://www.feynmanlectures.caltech.ed u/II_33.html#Ch33-S4
    Au revoir.

  3. #3
    coussin

    Re : Démonstration formule Snell-Descartes en electromagnetisme

    Il existe aussi une démonstration purement géométrique et qui fait ressortir la raison physique de la loi de Snell-Descartes.
    Imaginons que l'interface soit dans le plan (xy) donc de normale l'axe z. Si l'interface est plane, le problème posséde une symétrie de translation dans le plan (xy). Cela signifie que les composantes kx et ky des vecteurs d'ondes doivent être conservées. C'est ça la raison physique.
    Maintenant, c'est fini... Vous vous retrouvez à dessiner des vecteurs d'onde réfléchis et transmis ayant les mêmes composantes kx et ky que le vecteur d'onde incident et de normes respectives n1w/c et n2w/c et ce n'est plus que de la trigo élémentaire pour retrouver la loi de Snell-Descartes.

  4. #4
    theophrastusbombastus

    Re : Démonstration formule Snell-Descartes en electromagnetisme

    Bonjour,
    avant tout merci pour vos réponses. Je pensais qu'en passant par cette division il était plus évident de voir les relations entre les différents éléments des phases. Apres ce que je n'ai pas demandé (mais qu'y a l'air d’être détaillé dans le Feynman) c'est comment retrouver les vecteurs directeur des ondes transmises et réfléchis, je les ai noté instinctivement par habitude, mais j'aurais aime les retrouve mathématiquement... enfin je vais allé lire la démonstration que vous m'avez donné avant d'en demander d'avantage.

    ahh ca a l'air sympa aussi cette vision plus "géométrique" du problème, je vais tenter de comprendre ca plus en détaille.

    Merci encore pour vos réponses !

  5. A voir en vidéo sur Futura

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