Séance de cours

Les équations de Maxwell et les ondes EM

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Dans cours

CH-360: Atoms and radiation

This course discusses the interaction between atoms and visible electro-magnetic radiation and introduces the main instrumentation for light detection and spectroscopy. The principles of LASER light sources are described, providing notions of nonlinear and ...

Description

Cette séance de cours couvre les fondamentaux des équations de Maxwell dans le vide, les équations des ondes et les ondes électromagnétiques (EM). Il se penche sur les propriétés des ondes EM, le spectre EM et l'observation des oscillations de lumière. L'instructeur discute de la vitesse de la lumière, de la propagation des ondes et des niveaux d'énergie associés aux différentes parties du spectre EM. Divers exemples sont fournis pour illustrer les défis de l'observation des oscillations de la lumière à différentes échelles de temps, de la picoseconde à l'attoseconde.

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Concepts associés (32)

Spectre électromagnétique

vignette|redresse=1.5|Diagramme montrant le spectre électromagnétique dans lequel se distinguent plusieurs domaines spectraux en fonction des longueurs d'onde (avec des exemples de tailles), les fréquences correspondantes, et les températures du corps noir dont l'émission est maximum à ces longueurs d'onde. Le spectre électromagnétique est le classement des rayonnements électromagnétiques par fréquence et longueur d'onde dans le vide ou énergie photonique. Le spectre électromagnétique s'étend sans rupture de zéro à l'infini.

Rayonnement électromagnétique

thumb|Répartition du rayonnement électromagnétique par longueur d'onde. Le rayonnement électromagnétique est une forme de transfert d'énergie linéaire. La lumière visible est un rayonnement électromagnétique, mais ne constitue qu'une petite tranche du large spectre électromagnétique. La propagation de ce rayonnement, d'une ou plusieurs particules, donne lieu à de nombreux phénomènes comme l'atténuation, l'absorption, la diffraction et la réfraction, le décalage vers le rouge, les interférences, les échos, les parasites électromagnétiques et les effets biologiques.

Vitesse de la lumière

La vitesse de la lumière dans le vide, habituellement notée c, est une constante physique de l'Univers qui est fondamentale dans plusieurs domaines de la physique. L'étude de la lumière et de sa vitesse remonte à l'Antiquité. Des philosophes et des scientifiques, en s'appuyant sur des arguments théoriques ou des observations, affirment que sa vitesse est infinie, alors que d'autres prétendent que non. Ole Rømer démontre en 1676 qu'elle est finie.

Surface wave

In physics, a surface wave is a mechanical wave that propagates along the interface between differing media. A common example is gravity waves along the surface of liquids, such as ocean waves. Gravity waves can also occur within liquids, at the interface between two fluids with different densities. Elastic surface waves can travel along the surface of solids, such as Rayleigh or Love waves. Electromagnetic waves can also propagate as "surface waves" in that they can be guided along with a refractive index gradient or along an interface between two media having different dielectric constants.

Équations de Maxwell

vignette|Plaque représentant les équations de Maxwell au pied de la statue en hommage à James Clerk Maxwell d'Edimbourg. Les équations de Maxwell, aussi appelées équations de Maxwell-Lorentz, sont des lois fondamentales de la physique. Elles constituent, avec l'expression de la force électromagnétique de Lorentz, les postulats de base de l'électromagnétisme. Ces équations traduisent sous forme locale différents théorèmes (Gauss, Ampère, Faraday) qui régissaient l'électromagnétisme avant que Maxwell ne les réunisse sous forme d'équations intégrales.

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