EM : Quelques notions de base d’électromagnétisme (II)

N’importe quelle matière est constituée d’atomes et de molécules et, à plus petite échelle encore, de charges négatives (les électrons) et de charges positives (les protons). Par conséquence, elle peut agir avec les ondes électromagnétiques, résultantes d’un champ électrique et d’un champ magnétique. Un champ électrique peut induire une densité locale de courant et également induire une polarisation des atomes et molécules du milieu (ou de la matière). Cette polarisation des atomes et molécules est décrite  l’aide de la permittivité électrique, notée communément ε. Le champ magnétique peut modifier également la structure magnétique de la matière, cette modification est décrite par la perméabilité notée μ.

Un milieu matériel est, à l’échelle microscopique (l’échelle des particules élémentaires), composé de « beaucoup de vide ». La taille typique d’un noyau atomique est de l’ordre de 10-15m alors que la distance entre deux noyaux de deux atomes voisins est de l’ordre de la taille de l’atome, c’est-à-dire 1 angström (ou encore 10-10m). Autrement dit, si la distance des deux noyaux (c’est-à-dire « noyau + nuage électronique + noyau ») est égal à une unité, la taille du noyau seul est égal à 0,00001 unité, par conséquent, le nuage électronique à l’intérieur duquel les électrons sont libres de se mouvoir est une énorme cavité. Si on ramenait la taille du noyau à 1 mm, la taille de l’atome serait de l’ordre de 50 m, 50.000 fois plus grande, il y aurait à peu près 50 m d’espace vide pour un 1 mm de contenu à peu près. Les noyaux atomiques ont plus de place pour « vivre » que certains humains entassés dans des clapiers dans les grandes villes urbaines 🙁

Un atome, comme tout le monde le sait est chargé positivement dans le noyau et négativement dans son nuage électronique, bien entendu, c’est une convention, on aurait pu choisir l’inverse, négatif dans le noyau et positif au niveau du nuage, dans ce cas, il aurait fallu interpréter les résultats d’expériences autrement. Si une longueur d’onde d’un champ électromagnétique est très grande devant la taille atomique, les atomes voisins vont subir le même champ et donc avoir une réaction semblable.

Onde et atome

Onde et atomes

 Un matériau traversé par une onde électromagnétique va se trouver en présence simultanée d’un champ électrique variable et d’un champ magnétique variable. En effet, une onde électromagnétique est la résultante d’un champ électrique et magnétique variables. Le corps humain est un tel matériau, composé d’atomes (de molécules) et d’ions, des éléments constitutifs de nos cellules, qui elles mêmes constituent nos organes et enfin nos membres, dont notre cerveau.

Un atome est un objet électriquement neutre. En l’absence d’un champ électrique, les centres de masse du noyau et du nuage électronique sont confondus, en présence d’un champ électrique, la force électrique déplace les centres de masse dans des directions opposées (du fait du signe opposé du noyau et du nuage électronique). Le champ crée un dipôle électrostatique interne à l’atome. Maintenant, si ce champ électrique est issu d’une onde électromagnétique, donc variable, il y a également une variation du dipôle, voir figure ci-dessous. Ce qui est dit pour un atome est également vrai pour un ion qui n’est pas électriquement neutre, mais polarisable également.

Polarisation microscopique

Polarisation microscopique


Les vues présentées sont les miennes et peuvent évoluer sans qu’il soit nécessaire de faire une mise à jour dans l’article même. Il se pourrait que j’apporte des rectifications ou évolutions dans l’avenir dans un autre article, si de nouveaux éléments viennent contredire mes propos. Les articles présentés ne constituent en rien une invitation à suivre aveuglement.

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