Introduction aux OEM
1. Une histoire de force
A la base de tout ce qui va suivre se trouve une des quatres forces fondamentales : la force électromagnétique, qui régit les interactions entre particules chargées.
Ainsi, Toute charge électrique Q(en C) produit une zone d’influence appelée champ électrique E(en V/m). On peut modéliser cette zone par un ensemble de vecteurs de force qui forment des lignes de champ. Avec l’entrée d’autres corps non neutres dans le système, ces lignes de champ sont modifiées et relient toujours deux charges de signe différent.
Q et E sont reliés par la formule 
avec ε0=8,85.10-12 et r en m.
Le mouvement de particules chargées change ces lignes de champs, ce qui peut être visualisé dans le temps comme une propagation de cette perturbation : c'est le principe des ondes électromagnétiques.
2. Définition et propriétés
Une onde électromagnétique (OEM) est l’association d’un champ électrique périodique
sinusoïdal E, et d’un champ magnétique B sinusoïdal de même période, lié au premier et perpendiculaire à ce dernier en tout point.
Puisque E=c.B (c=3.108m.s-1); on ne représentera par la suite que E, pour simplifier les schémas.
Une onde électromagnétique se propage dans le vide, de manière rectiligne, à une vitesse constante c=3.108m.s-1
Les propriétés des ondes électromagnétiques étant très différentes et non unifiables actuellement, on étudie ces ondes soit par un modèle ondulatoire (rayonnements électromagnétiques pouvant transporter une information) ou par un modèle corpusculaire (un quanta d'énergie modélisé par un photon), en fonction du besoin.
Ainsi d'après ce modèle corpusculaire, on peut déterminer la quantité d'énergie transportée par le photon à l'aide de la formule : |E| = h.ν avec E l'énergie en Joule (J), h une constante : 6,63.10-34 J.s et ν expliqué dans la partie suivante.
3. Principales Caractéristiques
3.1 Caractéristiques temporelles
Etudier une OEM dans le temps revient à étudier les variations de position verticale d'un bateau qui , ancré, subit l'aléa des vagues.
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La période T est la durée au bout de laquelle le signal se répète identique à lui-même dans le temps, elle est exprimée en seconde (s).
La fréquence ν est le nombre de fois qu'un signal se répète en une seconde, son unité est le Hertz (Hz).
On a ν=1/T .
La pulsation du signal ω est en rad.s-1 et ω=2πν .
A un instant t, on peut associer un angle ωt .
En ajoutant φ le déphasage) à ωt , on obtient un angle en radian : θ .
On obtient la relation : E(θ) = Emax . sin(ωt+φ) , on peut aussi remplacer E par B.
On peut ainsi représenter E en fonction de l'angle θ, ou en fonction de t, comme le montrent les deux graphiques.
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3.2 Caractéristiques spatiales
Etudier une OEM dans l'espace revient à étudier la propagation des vagues formées lorsqu'on jette un caillou dans l'eau.
La longueur d'onde λ est la distance au bout de laquelle le signal se répète identique à lui-même dans l'espace.
Cette longueur d'onde est reliée à la fréquence et la période par la formule : λ = c.T = c/ν .
On peut donc représenter E en fonction de la distance x, comme sur le graphique ci-contre.
4. Utilisation
Nous sommes entourés d'ondes électromagnétiques, aussi bien d'origine naturelle (la lumière) que d'origine artificielle (GSM).
Le domaine spectral est très vaste et permet de nombreuses utilisations comme le montre l'image ci-dessous :