Ondes électromagnétiques

[invitead7dbaca]

Bonjour,

Une question me turlupine en ce moment sans que Google ou Wikipedia n'aient pu aider et je n'ai personne pour y répondre sous la main, je fais donc appel à vous :
"Qu'est-ce qu'une onde électromagnétique ?" Dans le sens suivant : je vois une onde comme étant une variation sur un milieu, le sons par exemple est une variation de pression dans l'air ou l'eau ou quoi que se soit d'autre. plus le milieu est dense plus la vitesse est grande. Mais pour les ondes EM je suis un peu pantois, elles se déplacent sans milieu et sont rapides dans le vide. Est-ce que quelqu'un en aurait une conception plus concrète ?

Cordialement,
Bob
-----

[jacknicklaus]

Une onde sonore est une onde qui oscille de manière longitudinale et dépend d'un milieu pour se propager.

Une onde électromagnétique est une onde qui oscille de manière transversale, et se déplace dans le vide ( et dans les milieux matériels, ce second cas étant nettement plus complexe du fait d'une succession d’absorption / réémission).

L'oscillation est le résultat du couplage des deux composantes du champ électromagnétique : le champ électrique E et le champ magnétique B. Toute la "magie" est là : une variation du champ E entraîne la création d'un champ B, lui aussi variable. Et une variation du champ B entraîne la création d'un champ E. De sorte que le champ électromagnétique se propage sur lui même.

[phys4]

Mais pour les ondes EM je suis un peu pantois, elles se déplacent sans milieu et sont rapides dans le vide.

Bonjour,
Nous ne pouvons que constater que ces ondes se propagent dans le vide, ce ne sont pas les seules, la gravitation aussi n'a besoin que du vide comme support.
Les autres interactions sont à trop courte portée pour monter qu'elles traversent le vide.
Pour transmettre une pression ou un mouvement, nous le faisons généralement par un milieu matériel, mais certaines forces passent à travers le vide,
un aimant peut agir sur du métal à travers une table, parce que la table n'a aucune propriété magnétique, nous pourrions remplacer la table par du vide sans modifier les forces, c'est donc une propriété du champ magnétique.
C'est aussi le cas du champ électrique, propriété très utilisée dans les tubes à vide.
Enfin la gravitation n'a pas besoin de l'atmosphère, elle traverse tous les matériaux et le vide sans modification, et agit sur les satellites et les objets qu'elle fait retomber.
Cordialement.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Effectivement il n’est pas évident de se faire un dessin mental d’une onde électromagnétique. Et la magie dont parle jacknicklaus, des variations de l’un des champs qui créent l’autre champ n’est pas intuitive.
J’ai trouvé une représentation d’une onde plane périodique qui a l’air de passer mieux que celles des livres. Je vous la mets en pièce jointe.

Pour ce qui est de la vitesse de ces ondes dans la matière, c’est un peu plus compliqué. Revenez nous voir quand vous vous sentirez mieux à l’aise avec les ondes dans le vide.
Au revoir.

http://forums.futura-sciences.com/at...-ondeplane.gif

[A voir en vidéo sur Futura]

[b@z66]

Bonjour,

Une question me turlupine en ce moment sans que Google ou Wikipedia n'aient pu aider et je n'ai personne pour y répondre sous la main, je fais donc appel à vous :
"Qu'est-ce qu'une onde électromagnétique ?" Dans le sens suivant : je vois une onde comme étant une variation sur un milieu, le sons par exemple est une variation de pression dans l'air ou l'eau ou quoi que se soit d'autre. plus le milieu est dense plus la vitesse est grande. Mais pour les ondes EM je suis un peu pantois, elles se déplacent sans milieu et sont rapides dans le vide. Est-ce que quelqu'un en aurait une conception plus concrète ?

Cordialement,
Bob

Bonjour,

Une question me turlupine en ce moment sans que Google ou Wikipedia n'aient pu aider et je n'ai personne pour y répondre sous la main, je fais donc appel à vous :
"Qu'est-ce qu'une onde électromagnétique ?" Dans le sens suivant : je vois une onde comme étant une variation sur un milieu, le sons par exemple est une variation de pression dans l'air ou l'eau ou quoi que se soit d'autre. plus le milieu est dense plus la vitesse est grande. Mais pour les ondes EM je suis un peu pantois, elles se déplacent sans milieu et sont rapides dans le vide. Est-ce que quelqu'un en aurait une conception plus concrète ?

Cordialement,
Bob

Depuis les ondes électromagnétiques, on sait que les ondes n'ont pas nécessairement besoin d'un autre support que celui du simple "espace". Il faut donc d'abord se limiter à ce qui caractérise en premier lieu toutes les ondes: le fait de se propager à une vitesse finie et le fait de pouvoir interférer. En l’occurrence, dans le cas des ondes électromagnétiques, ce qui se propage, c'est l'interaction électromagnétique qui permet aux charges électriques de s'influencer mutuellement. Cette interaction est modélisée en physique par la notion de champ électromagnétique composé d'un champ électrique(représenté par un vecteur champ électrique) et d'un champ magnétique(représenté par un vecteur champ magnétique). L'électromagnétisme comme il a été fondé par Maxwell ne donne pas plus de détail sur la nature fondamentale de ces ondes qui y sont juste décrites comme un concept mathématique permettant de résumer et retrouver les différentes propriétés observées de l'interaction mutuelle des charges électriques. Une autre chose caractérisant les ondes du fait qu'une charge électrique ne peut interagir instantanément avec une autre, c'est le fait que les ondes doivent nécessairement transporter de l'énergie(si on considère comme vrai la conservation de l'énergie). Donc, en gros, Maxwell en fondant les bases de l'électromagnétisme n'a pas répondu à la question de la "nature fondamentale"(question un peu métaphysique) des ondes électromagnétiques, il a juste décrit leur comportement(ce que fait d'ailleurs n'importe quel physicien) à l'aide de maths.

[invite9a614895]

Bonjour,

Une autre chose caractérisant les ondes du fait qu'une charge électrique ne peut interagir instantanément avec une autre, c'est le fait que les ondes doivent nécessairement transporter de l'énergie(si on considère comme vrai la conservation de l'énergie).

Est-ce que par là, vous exprimez que c est la vitesse des ondes éléctromagnétiques dans le vide, juste par constat, et que cette mesure découle d'un fait plus fondamental, qui décrit c comme la vitesse maximale du transfert d'énergie, quelle qu'elle soit?

les ondes doivent nécessairement transporter de l'énergie

Ceci est troublant, pour qui comme moi n'en est qu'aux balbuciements. Cette allégation semble exprimer que le transfert d'énergie n'est pas l'onde en soi, se suffisant en lui-même, mais qu'il faut quelquechose de préalable, appelé onde, comme un support, un véhicule...à l'énergie, qui ne serait alors que véhiculé.
Merci. Amicalement.

[JPL]

que le transfert d'énergie n'est pas l'onde en soi, se suffisant en lui-même, mais qu'il faut quelquechose de préalable, appelé onde, comme un support, un véhicule...à l'énergie, qui ne serait alors que véhiculé.

Relis-toi calmement : phrase auto-contradictoire.

[invitead7dbaca]

Bonsoir,

Tout d'abord merci beaucoup de vos réponses rapides, c'est très plaisant !

Comme souvent une réponse amène beaucoup de nouvelles questions, je vous en soumets donc quelques-unes. (Promis après je retourne réfléchir et je ne reviens pas vous embêter avant 6 mois.)
- Puis-je imaginer des particules sans masse comme les photons pour la lumière qui porteraient les autres longueurs d'ondes ?
- Puis-je imaginer une 'base', une sorte de 'niveau zéro' de champ électromagnétique présente naturellement dans l'espace qui pourrait porter les ondes ?
- Si je fait circuler un courant dans une bobine à un instant T, un objet distant de la bobine doit-il attendre un instant (d/c) avant de ressentir les effets du champ magnétique créé ?
- Puis-je voir le champ magnétique comme une différence de potentiel en différents points de l'espace ? (Si je tenais les fils d'un volt-mètre très* sensible devant moi capterait-il quelque chose à cause des ondes dans lesquels je baigne ?) (Je me demande ça en pensant aux ondes radio : si j'ai bien compris un fil conducteur peut faire office d'antenne, plongée dans le champ variant il subit des courants électriques.)

Cordialement,
Bob

[invite9a614895]

Excuse-moi, je tourne la phrase dans tous les sens, je ne vois pas la contradiction. Mais j'essaie de reformuler, dis-moi si la contradiction est encore présente.
Cette allégation semble exprimer que le transfert d'énergie n'est pas l'onde en soi, qu'il existe deux choses séparées, qu'il faut d'une part quelquechose de préalable, appelé onde, comme un support, un véhicule...et l'énergie, qui ne serait alors que véhiculé.

[invite5d6f9427]

Bonjour

le son est une onde mécanique

Une onde mécanique progressive est le phénomène de propagation d'une perturbation locale dans un milieu matériel. Dans une onde mécanique, il n'y a pas de déplacement de matière mais un transport d'énergie.

Lors de la propagation d'une onde mécanique, il y a un « transport d'énergie sans transport de matière »

Une onde longitudinale est provoquée par une perturbation dont la direction est parallèle à la direction de propagation de l'onde.
exemples :
⦁ onde produite par le relâchement brutal d'un élastique étiré
⦁ propagation d'une onde sur un ressort tendu
⦁ propagation d'un son


** (( L'onde électromagnétique est un rayonnement. ))

L'onde électromagnétique et le photon. La lumière désigne un rayonnement électromagnétique visible par l'œil humain. Les ondes radio, les rayons X et γ sont également des rayonnements électromagnétiques.

WIKI : b

[b@z66]

Excuse-moi, je tourne la phrase dans tous les sens, je ne vois pas la contradiction. Mais j'essaie de reformuler, dis-moi si la contradiction est encore présente.
Cette allégation semble exprimer que le transfert d'énergie n'est pas l'onde en soi, qu'il existe deux choses séparées, qu'il faut d'une part quelquechose de préalable, appelé onde, comme un support, un véhicule...et l'énergie, qui ne serait alors que véhiculé.

Exemple pour illustrer:

-le soleil "brûle" de l'énergie grâce à la fusion nucléaire.
-huit minutes plus tard(il n'y a pas d'interaction électromagnétique instantanée à distance), nous recevons sous forme de rayonnement, de chaleur l'énergie lié au phénomène du tiret précédent.

Si on considère que l'énergie se conserve au cours du temps, on est obligé d'admettre que,entre le moment où le soleil "brûle" son énergie et le moment où nous la recevons à notre tour, l'énergie est bien passé quelque part: dans l'onde électromagnétique qui voyage de notre soleil à nous.

PS: cette remarque se généralise aux autres formes d'onde.

[b@z66]

- Si je fait circuler un courant dans une bobine à un instant T, un objet distant de la bobine doit-il attendre un instant (d/c) avant de ressentir les effets du champ magnétique créé ?

Oui, l'étude du comportement basique d'une bobine est fait en général sans prendre en compte les phénomènes de propagation car cela n'apporte pas grand chose aux utilisations pratiques mais cela reste quand même, en toute rigueur, qu'une approximation d'un phénomène basé sur l'électromagnétisme qui implique par définition des ondes électromagnétiques et donc des "délais".

- Puis-je voir le champ magnétique comme une différence de potentiel en différents points de l'espace ? (Si je tenais les fils d'un volt-mètre très* sensible devant moi capterait-il quelque chose à cause des ondes dans lesquels je baigne ?) (Je me demande ça en pensant aux ondes radio : si j'ai bien compris un fil conducteur peut faire office d'antenne, plongée dans le champ variant il subit des courants électriques.)

Cordialement,
Bob

C'est un peu plus compliqué mais, dans l'idée, c'est ça: les notions d'électrostatique et de magnétostatique ont été réunies ensemble au sein de l’électromagnétisme(pour bien assimiler cela, il faut quand même en passer par la rigueur des équations de Maxwell), les ondes électromagnétiques traduisant l'évolution dynamique du phénomène là où les deux anciens domaines s'intéressait seulement à l'aspect "statique". Pour mettre en valeur le rayonnement des antennes, par exemple, on utilise donc effectivement des "champs variants".

[invite9a614895]

Je précise : il est hors de mon propos de remettre le vôtre en doute, au contraire j'exprime ma perception limitée des choses, afin de la voir modifiée, pour plus de compréhension. Donc aucune affirmation de ma part, juste l'expression d'un état à améliorer.

Exemple pour illustrer:

Si on considère que l'énergie se conserve au cours du temps, on est obligé d'admettre que,entre le moment où le soleil "brûle" son énergie et le moment où nous la recevons à notre tour, l'énergie est bien passé quelque part

On n'est pas obligé d'admettre que l'énergie ait changé d'adresse, non.

: dans l'onde électromagnétique qui voyage de notre soleil à nous.

L'onde électromagnétique n'est constatée, mesurée, qu'à partir de l'instant où elle nous affecte (qu'elle affecte le récepteur), vous l'avez dit vous-même, huit minutes plus tard à la lecture des horloges. Elle est la représentation de la perception d'une succession d'évènements locaux. Et en aucune façon la représentation de ce qu'elle a été au cours de ces huit minutes.

PS: cette remarque se généralise aux autres formes d'onde.[/QUOTE]
Absolument. C'est à réception que l'onde se manifeste, quelle qu'elle soit.

[b@z66]

Je précise : il est hors de mon propos de remettre le vôtre en doute, au contraire j'exprime ma perception limitée des choses, afin de la voir modifiée, pour plus de compréhension. Donc aucune affirmation de ma part, juste l'expression d'un état à améliorer.



On n'est pas obligé d'admettre que l'énergie ait changé d'adresse, non.

L'onde électromagnétique n'est constatée, mesurée, qu'à partir de l'instant où elle nous affecte (qu'elle affecte le récepteur), vous l'avez dit vous-même, huit minutes plus tard à la lecture des horloges. Elle est la représentation de la perception d'une succession d'évènements locaux. Et en aucune façon la représentation de ce qu'elle a été au cours de ces huit minutes.

PS: cette remarque se généralise aux autres formes d'onde.

Absolument. C'est à réception que l'onde se manifeste, quelle qu'elle soit.

Le concept d'onde n'est qu'un médiateur mathématique, il se manifeste donc à la fois pour le récepteur mais aussi pour l'émetteur. L'énergie perdue par l'un n'est pas transmise instantanément à l'autre, le temps que cela se "passe", cette énergie voyage donc avec l'onde. Il n'y a rien d'extraordinaire dans ce constat.

[invitead7dbaca]

En tout cas, merci

[mizambal]

Hello. Sujet sympa. Je suis pas physicien mais d'après les livres de vulgarisation (de bas niveau ^^) ce que j'ai pigé :
A la différence d'un onde sonore qui en est incapable, pour se propager dans le vide l'onde EM triche et utilise sa seconde forme : le photon
Est-ce que mon opinion présente est un vision délirante de ce phénomène ? Je m'attends au pire ... ^^

[phys4]

A la différence d'un onde sonore qui en est incapable, pour se propager dans le vide l'onde EM triche et utilise sa seconde forme : le photon
Est-ce que mon opinion présente est un vision délirante de ce phénomène ? Je m'attends au pire ... ^^

C'est à tout fait pire : la forme quantifiée n'a d'importance que pour les interactions, non pour la propagation, qui se fait suivant les lois propres aux ondes.

Cette vision a amené Newton a une incompréhension profonde de la lumière, son importance pour son époque.

[JPL]

Il y a un champ électromagnétique qui se propage dans le vide et ce champ est à la fois une onde et un photon. Plus exactement certains phénomènes sont mieux décrits en parlant d’onde et certains autres en parlant de photon.

Pourquoi ? Parce que l’énergie de cette onde ne peut pas prendre n’importe quelle valeur. Elle est quantifiée, c’est à dire qu’entre deux valeurs très proche il ne peut pas y avoir de valeur intermédiaire. Cette énergie est toujours en effet un multiple d’une constante minuscule, la constante de Planck. C’est la raison pour laquelle certains phénomènes (le phénomène photoélectrique) semble produit par des "grains" de lumière.

[mizambal]

Merci à vous pour les explication. Donc c'est carrément le contraire de ce que je croyais lol. Et effectivement ça parait plus logique quand on pense à l'effet photo électrique évoqué par JPL, bien vu ! Sinon quand vous parlez des lois propres aux ondes vous pensez au équations de maxwell uniquement ou il y en a d'autres ?

Pour infos sur ce lien il présente trois visions différentes du phénomène : ondulatoire, corpusculaire, et aussi géométrique, du coup ça introduit la difficulté conceptuelle des EM:http://www.cnrs.fr/cnrs-images/physi.../oogeomet.html (il faut cliquer sur les onglets grisé en bas des encadrés) C'est plutôt chouette je trouve comme vulgarisation le fait de pouvoir commuter d'une vision à l'autre ^^