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Électrodynamique

Ondes électromagnétiques dans le vide

Observez que E, B et la propagation sont deux à deux perpendiculaires, que E et B oscillent en phase et que E₀/B₀ = c dans le vide.

Licence

Matériel

  • Affichage des champs transverses à fréquence et amplitude réglables
  • Axe de propagation dans le vide et échelle de longueur d'onde
  • Lectures de phase et d'amplitude de E et B

Protocole

  1. Régler les conditions de propagation

    Dans une expérience analogue, injectez une source à bande étroite dans une enceinte sous vide ou utilisez un guide d'ondes étalonné. Réglez et notez la fréquence, puis mesurez la distance entre deux points successifs en phase.

  2. Comparer les directions des champs

    À position fixe, comparez les vecteurs E et B à l'axe de propagation. Faites tourner le plan de polarisation et vérifiez que les deux champs restent transverses.

  3. Tester fréquence, longueur d'onde et phase

    Changez la fréquence sans modifier le vide, mesurez la nouvelle longueur d'onde et calculez fλ pour la comparer à c. Relevez E et B au même endroit : maxima et passages par zéro doivent coïncider ; vérifiez le rapport E₀/B₀.

Simulation

Histoire de l’expérience

En 1865, James Clerk Maxwell unifia l'électricité, le magnétisme et la lumière, en soutenant que les champs électrique et magnétique variables se propagent sous forme d'ondes à une vitesse correspondant à la vitesse mesurée de la lumière. Sa théorie prédisait des ondes électromagnétiques au-delà du visible. Heinrich Hertz produisit et détecta expérimentalement des ondes radio en 1887–1888, confirmant des prédictions importantes de Maxwell, notamment la réflexion et les interférences. Cette simulation représente une onde plane idéale dans le vide : les champs sont transverses et en phase, avec E₀/B₀ = c.

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