diff --git a/01.curriculum/01.physics-chemistry-biology/04.Niv4/04.electromagnetism/electromagnetism-in-media/electromagnetic-waves-in-media/textbook.fr.md b/01.curriculum/01.physics-chemistry-biology/04.Niv4/04.electromagnetism/electromagnetism-in-media/electromagnetic-waves-in-media/textbook.fr.md index 3d02d64cf..fda907fa7 100644 --- a/01.curriculum/01.physics-chemistry-biology/04.Niv4/04.electromagnetism/electromagnetism-in-media/electromagnetic-waves-in-media/textbook.fr.md +++ b/01.curriculum/01.physics-chemistry-biology/04.Niv4/04.electromagnetism/electromagnetism-in-media/electromagnetic-waves-in-media/textbook.fr.md @@ -13,15 +13,40 @@ Visible : false ##### Equations de propagation dans un milieu -L'équation de propagation des champs électrique et magnétique d'une onde se propageant dans un milieu fait intervenir la densité de charge $`\rho`$ et la densité de courant de charge $`\vec{j}`$ du milieu. Pour le champ électrique, les variations temporelles et spatiales de $`\vec{E}`$ sont ainsi liées à $`\rho`$ et $`\vec{j}`$ de la façon suivante : +L'équation de propagation des champs électrique et magnétique d'une onde se propageant +dans un milieu fait intervenir la densité de charge $`\rho`$ et la densité de courant +de charge $`\vec{j}`$ du milieu. Pour le champ électrique, les variations temporelles +et spatiales de $`\vec{E}`$ sont ainsi liées à $`\rho`$ et $`\vec{j}`$ de la façon +suivante : $`\Delta\vec{E}\left(M,t\right)-\dfrac{1}{c^{2}}\dfrac{\partial^{2}\vec{E}\left(M,t\right)}{\partial t^{2}}`$$`=\dfrac{1}{\varepsilon_{0}}\;grad\left(\rho\left(M,t\right)\right)+\mu_{0}\dfrac{\partial\vec{j}\left(M,t\right)}{\partial t}`$ -Or, le passage de l'onde dans le milieu va nécessairement perturber l'équilibre électrostatique des charges présentes dans celui-ci et contribuer ainsi localement à leur mouvement et/ou à leur accumulation. Afin de résoudre les équations de propagation, il est donc nécessaire de connaître les relations de dépendance de $`\rho`$ et $`\vec{j}`$ à $`\vec{E}`$ et $`\vec{B}$. Dans ces conditions seulement, il sera possible d'obtenir la forme exacte de l'onde électromagnétique qui se propage dans le milieu en question. +Or, le passage de l'onde dans le milieu va nécessairement perturber l'équilibre +électrostatique des charges présentes dans celui-ci et contribuer ainsi localement +à leur mouvement et/ou à leur accumulation. Afin de résoudre les équations de propagation, +il est donc nécessaire de connaître les relations de dépendance de $`\rho`$ et $`\vec{j}`$ +à $`\vec{E}`$ et $`\vec{B}$. Dans ces conditions seulement, il sera possible d'obtenir +la forme exacte de l'onde électromagnétique qui se propage dans le milieu en question. ##### Notion d'échelle mésoscopique -La dépendance du mouvement des charges à l'onde é.m. qui se propage ne peut pas être déterminée expérimentalement à l'échelle microscopique. A cette échelle en effet, on passe sur de très courtes distances d'une situation où le point considéré est proche d'un noyau (de charge positive) à celle où il est plutôt proche d'un électron (de charge négative). Cela signifie que les champs électriques et magnétiques locaux $`\vec{E}_{\textrm{local}}`$ et $`\vec{B}_{\textrm{local}}`$ fluctuent de façon très abrupte lorsque l'on considère le problème à l'échelle atomique. Il n'est donc pas possible d'en évaluer l'orientation et l'amplitude, ni même de déterminer $`\rho_{\textrm{local}}`$ et $`\vec{j}_{\textrm{local}}$. Pour décrire le système, il faut donc travailler à une échelle intermédiaire entre l'échelle microscopique et l'échelle macroscopique : on la définira comme l'échelle mésoscopique. Les grandeurs étudiées seront alors des moyennes spatiales des grandeurs locales réalisées sur des volumes mésoscopiques. La dimension caractéristique de ces volumes est de l'ordre de 3 à 10 nm. A cette échelle, on s'affranchit des fluctuations rapides de densité de charge (et donc de champ électrique) liées à la structure de l'atome dont la dimension caractéristique est inférieure à l'Angström (1~\text{\AA} = $`10^{-10}`$ m). Ainsi : +La dépendance du mouvement des charges à l'onde é.m. qui se propage ne peut pas être +déterminée expérimentalement à l'échelle microscopique. A cette échelle en effet, +on passe sur de très courtes distances d'une situation où le point considéré est proche +d'un noyau (de charge positive) à celle où il est plutôt proche d'un électron (de +charge négative). Cela signifie que les champs électriques et magnétiques locaux +$`\vec{E}_{\textrm{local}}`$ et $`\vec{B}_{\textrm{local}}`$ fluctuent de façon +très abrupte lorsque l'on considère le problème à l'échelle atomique. Il n'est donc +pas possible d'en évaluer l'orientation et l'amplitude, ni même de déterminer +$`\rho_{\textrm{local}}`$ et $`\vec{j}_{\textrm{local}}`$. Pour décrire le système, +il faut donc travailler à une échelle intermédiaire entre l'échelle microscopique +et l'échelle macroscopique : on la définira comme l'échelle mésoscopique. Les grandeurs +étudiées seront alors des moyennes spatiales des grandeurs locales réalisées sur des +volumes mésoscopiques. La dimension caractéristique de ces volumes est de l'ordre +de 3 à 10 nm. A cette échelle, on s'affranchit des fluctuations rapides de densité +de charge (et donc de champ électrique) liées à la structure de l'atome dont la dimension +caractéristique est inférieure à l'Angström ($`1\,\AA=10^{-10}\,m`$) +(1~\text{\AA} = $`10^{-10}`$ m). Ainsi : $`\vec{E}=\langle \vec{E}_{\textrm{local}}\rangle_{3 - 10~\textrm{nm}}`$ et $`\vec{B}=\langle \vec{B}_{\textrm{local}}\rangle_{3 - 10~\textrm{nm}}`$