Ondes électromagnétiques et champs électriques

[invite5f8cf646]

Bonjour toutes et à tous,

merci de noter que malgré mes 33 ans, mes connaissances en physique quantique sont plus que basiques et que mon niveau de math ne dépasse pas la troisième ( je travaille justement sur ces deux matières pour rattraper mon retard ^^) . Je vous remercie par avance d'essayer de m'éclairer comme si vous vous adressiez à un enfant.

J'essaye d'acquérir des bases de compréhension solides, cependant j'ai beaucoup de difficulté à appréhender les notions d'ondes électromagnétiques et leurs déplacements. voici d'une part 1/ ce que je pense avoir compris, et d'autres part 2/ mes questions



1/: ce que je pense avoir compris ( merci de me corriger en cas d'erreur )

• une onde: est le déplacement d'une perturbation, d'une oscillation, d'une altération d'un milieu, c'est un déplacement d'énergie.

• Les ondes mécaniques: telles que le son, les vagues, se déplacent dans la matière. Elles ne déplacent pas la matière, elles la mettent en mouvement, l'animent, c'est l'onde elle même, la perturbation qui se déplace, pas la matière.

• Les ondes électromagnétiques: telles que la Lumière se déplacent dans le " vide " ( et dans la matière ). Ce " vide " qui est le support de leur déplacement est constitué de champs électriques.

• Un champs électrique: est un espace, une zone, autour d'une particule chargée dans laquelle s'exerce la force électrique de la charge de la particule ( force positive ou négative )



2/ Questions:

• Etant donné qu'une onde est le déplacement d'une perturbation, d'une oscillation, d'une altération d'un milieu et que dans le cas des ondes électromagnétiques le milieu sont les champs électriques du " vide ", de quelle manière ces champs électriques sont ils altérés ? J'ai cru comprendre que l'onde électromagnétique de la lumière se compose de photons qui sont dépourvus de charge électrique, dans quelle mesure altèrent ils alors les champs électriques qu'ils traversent ?

• En écho avec la question précédent, à quoi correspondent les crêtes de l'onde électromagnétique ? Je sais que c'est l'amplitude maximum de l'onde, mais à quoi correspond cette amplitude, ces creux et ces crêtes ? Avec une onde mécanique, il s'agit simplement de la hauteur maximale de l'animation de la matière traversée par l'onde ou de l'affaissement maximal suite au passage de l'onde. Mais avec une onde électromagnétique à quoi cela correspond il ?
La crête correspond surement à la perturbation maximale du champs électrique, mais à quoi cette perturbation maximale correspond t elle ? une augmentation des charges électriques environnantes ? un écartement des particules chargées environnantes du milieu traversé par l'onde ?


merci pour votre aide et votre temps.
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[albanxiii]

Bonjour et bienvenue sur le forum,

• Les ondes électromagnétiques: telles que la Lumière se déplacent dans le " vide " ( et dans la matière ). Ce " vide " qui est le support de leur déplacement est constitué de champs électriques.

Ça commençait bien, jusqu'à la dernière phrase. Le vide n'est pas constitué de quoi que ce soit (on se place dans le cadre de l'électromagnétisme relativiste classique), c'est juste du vide.

Vous mentionnez le champ électrique, mais une onde électromagnétique est la combinaison d'un champ électrique et d'un champ magnétique, couplés l'un à l'autre et indissociables (on parle d'onde, pas de champs statiques).

Les ondes électromagnétiques se propagent dans le vide, mais aussi dans la matière. Dans les deux cas, les champs électrique et magnétique de l'onde sont couplés et d'auto-entretiennent. La variation du champ électrique entraîne une variation du champ magnétique, qui à sont tour entraîne une variation du champ électrique, etc. Notez que j'ai commencé cette phrase par "champ électrique", mais j'aurais très bien pu commencer par "champ magnétique", c'est le même principe. Les deux champs ne forment qu'une seule entité physique dans le cas d'une onde.

Cela se montre facilement avec les équations de Maxwell, mais on ne montre pas les équations de Maxwell à un enfant si on ne veut pas finir en garde à vue pour maltraitance

[invite5f8cf646]

lool, j'ai bien entendu parler des équations de Maxwell, et étant donné mon niveau de math elles constituent effectivement encore un attentat à ma pudeur intellectuelle.

Merci Albanxiii pour votre réponse. Merci pour votre correction. Donc j'en reste au " vide ", les ondes électromagnétiques se déplacent dans le vide et dans la matière qui sont donc les supports de leur déplacement.

Comment détecte-t-on l'altération, la perturbation que constitue l'onde électromagnétique ? en comparant la niveau d'énergie ? c'est à dire que j'avais un espace X dans le " vide " dont le niveau d'énergie était extrêmement faible ( négligeable si on se place dans le cadre de l'électromagnétisme relativiste classique ? ) et au passage de l'onde le niveau d'énergie de l'espace X augmente de façon notable et c'est ainsi que l'on peut détecter une onde électromagnétique dans le vide ?

Merci pour votre aide et votre temps

[f6bes]

lool, j'ai bien entendu parler des équations de Maxwell, et étant donné mon niveau de math elles constituent effectivement encore un attentat à ma pudeur intellectuelle.

Merci Albanxiii pour votre réponse. Merci pour votre correction. Donc j'en reste au " vide ", les ondes électromagnétiques se déplacent dans le vide et dans la matière qui sont donc les supports de leur déplacement.

Comment détecte-t-on l'altération, la perturbation que constitue l'onde électromagnétique ? en comparant la niveau d'énergie ? c'est à dire que j'avais un espace X dans le " vide " dont le niveau d'énergie était extrêmement faible ( négligeable si on se place dans le cadre de l'électromagnétisme relativiste classique ? ) et au passage de l'onde le niveau d'énergie de l'espace X augmente de façon notable et c'est ainsi que l'on peut détecter une onde électromagnétique dans le vide ?

Merci pour votre aide et votre temps

Bjr à toi,
Tu t'entéte à considérer le vide comme un....support ! (.... les ondes électromagnétiques se déplacent dans le vide et dans la matière qui sont donc les supports de leur déplacement.
Le vide n'est PAS un support...c'est rien. relis la phrase (...Ça commençait bien, jusqu'à la dernière phrase. Le vide n'est pas constitué de quoi que ce soit (on se place dans le cadre de l'électromagnétisme relativiste classique), c'est juste du vide...)
Bonne journée

[A voir en vidéo sur Futura]

[Nicophil]

• Les ondes électromagnétiques : se déplacent dans le " vide " (et dans la matière). Ce " vide " qui est le support de leur déplacement est constitué de champs électriques. • Un champ électrique : est une zone autour d'une particule chargée dans laquelle s'exerce la force électrique de la charge de la particule

Quand on parle des ondes, il n'y a plus que LE champ électromagnétique qui s'étend "à l'infini" ; et c'est lui qui ondule, c'est-à-dire que sa valeur en un point de l'espace oscille avec le temps, au rythme de l'onde.

[invite5f8cf646]

Quand on parle des ondes, il n'y a plus que LE champ électromagnétique qui s'étend "à l'infini" ; et c'est lui qui ondule, c'est-à-dire que sa valeur en un point de l'espace oscille avec le temps, au rythme de l'onde.

D'accord, donc j'oublie le vide, l'onde se déplace à travers le champs électromagnétique. Sa valeur en un point X oscille au rythme de l'onde, sa valeur change donc, elle est altérée, c'est ce qui permet de détecter le / les passages de l'onde:

Qu'entend-t-on par cette valeur ? qu'est ce qui change ? la valeur de l'énergie de ce point X ? la concentration en particule ? le degré des forces électromagnétiques qui s'exercent sur ce point X ? Quelle est cette altération ? qu'est ce qui change avec le passage de l'onde ?

merci pour votre aide et votre temps

[invitedd78828e]

Bonjour ! Une onde se caractérise toujours par une équivalence pour deux grandeurs entre variation dans le temps et dans l'espace. Par exemple pour les ondes sonores : dans une région de l'espace une variation spatiale de la pression équivaut à une modification temporelle de la vitesse du fluide (ça c'est la réponse du fluide à une force de pression), et une modification spatiale de la vitesse du fluide entraîne une modification temporelle de la pression (ça c'est en gros la conservation de la masse).

Sans écrire les équations de Maxwell, ce qu'elles nous disent entre autres est qu'en une région de l'espace, une variation spatiale du champ électrique équivaut à une variation temporelle du champ magnétique, et d'autre part une variation temporelle du champ électrique équivaut à une variation spatiale du champ magnétique. D'où la propagation "de proche en proche".


Bref dans la plupart des ondes les grandeurs mises en jeu sont visibles (déplacement, vitesse), mais avec les ondes électromagnétique ce qui se propage c'est une modification des champs électriques et magnétiques, qui ne se "voient" pas.
Ces champs sont des "potentialités", on peut les définir en un point par la force que subirait une charge ou un courant s'il était situé en ce point. La "potentialité" existe même sans matière, c'est pour ça que le champ EM existe aussi bien dans la matière que dans le vide.
Cette "potentialité" fait bien voir en effet que le champ électromagnétique contient une énergie (potentielle), donc les ondes EM transportent effectivement de l'énergie en transportant une modification du champ. Du coup s'il y a un "support" à ces ondes, ce n'est pas le vide mais le champ EM qui contient déjà une énergie.
Bref, ces raisons font qu'il est difficile, je pense, d'arriver à faire tout de suite le parallèle entre une onde "habituelle" (genre des ronds dans l'eau ou une corde de piano) et les ondes EM sans se plonger davantage dans le formalisme !

C'est un peu expliqué avec le mains, j'espère que ça répond à des questions

XXX fait XXX

[coussin]

le degré des forces électromagnétiques qui s'exercent sur ce point X ?

C'est mal dit mais c'est ça, oui. La valeur du champ électrique, par exemple, oscille entre des valeurs positives et négatives au passage de l'onde. Si cet onde passe là où il y a des charges électriques, la force agissant sur ces charges (F=qE) oscille et le passage de l'onde EM fait donc gigoter les charges électriques.
C'est comme ça qu'on excite des atomes en leur envoyant dessus un laser...