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1. DESCRIPTION D’UNE ONDE ÉLECTROMAGNÉTIQUE
La lumière est une onde électromagnétique. La description qu’on donne de l’onde lumineuse en optique physique est la transcription de celle qu’on donne de l’onde électromagnétique en électromagnétisme.
1.1. Onde électromagnétique monochromatique plane, polarisée
rectilignement, dans le vide
L’onde électromagnétique est composée de deux champs oscillants dans l’espace et dans
le temps, le champ électrique
− →
E et le champ magnétique
− →
B . Pour une onde plane, se
propageant selon Oz, et polarisée rectilignement (selon l’axe Ox), on a :
− →
E = − → u x E 0 cos(kz − vt)
− →
B = − → u y
E 0
c
cos(kz − vt)
(1)
B
E
k
y
x
z
Les champs
− →
E et
− →
B sont
perpendiculaires et forment
un trièdre (direct) avec le
vecteur d’onde
− →
k = k − → u z .
La figure ci-contre représente les champs électrique et magnétique de
l’onde électromagnétique
plane, se propageant selon
Oz et polarisée rectilignement (selon Ox) à un instant t donné, en différents points de l’espace.
La longueur d’onde l (qui est par définition la période spatiale des champs) est reliée au
nombre d’onde k par :
k =
2p
l
et la période temporelle T d’oscillation des champs est reliée à la pulsation v par :
v =
2p
T
La fréquence de l’onde est définie par n =
1
T
=
v
2p
. Enfin on a l = cT , donc
k =
v
c
, où c est la vitesse de la lumière dans le vide (on retiendra c = 3 · 10
8 m/s).
Dans l’expression précédente, on appelle phase (à l’instant t) le terme f = kz − v t. Par
définition, la surface d’onde est une surface équiphase, c’est-à-dire telle que la phase f
7. OPTIQUE ONDULATOIRE
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