Commit 3fcad20b authored by Claude Meny's avatar Claude Meny

Update cheatsheet.es.md

parent 99aed351
Pipeline #21596 canceled with stage
......@@ -501,226 +501,211 @@ contenida en el volumen $`\tau`$, obtenemos la **expresión integral de la ley d
<br>
#### Le champ électromagnétique peut-il céder de l'énergie à la matière ?
Voici la traduction en espagnol latino-américain de la suite de ton texte, en respectant la mise en forme Markdown, les équations LaTeX et les détails techniques :
##### Puissance cédée à un porteur de charge
```markdown
#### ¿Puede el campo electromagnético ceder energía a la materia?
* La **sensibilité** d'une particule **à l'interaction électromagnétique** se quantifie
par le paramètre appelé *charge* électrique de la particule.
##### Potencia cedida a un portador de carga
* La force qui décrit l'*action d'un champ électromagnétique $`\big(\overrightarrow{E}\,,\overrightarrow{B}\big)`$*
sur une particule de charge $`q`$ est la **force de Lorentz** d'expression :
* La **sensibilidad** de una partícula a la **interacción electromagnética** se cuantifica
por el parámetro llamado *carga* eléctrica de la partícula.
* La fuerza que describe la *acción de un campo electromagnético $`\big(\overrightarrow{E}\,,\overrightarrow{B}\big)`*
sobre una partícula de carga $`q`$ es la **fuerza de Lorentz**, cuya expresión es:
<br>
**$`\overrightarrow{F}_{\,Lorentz}=q\Big(\overrightarrow{E}+\overrightarrow{\speed}\land\overrightarrow{B}\Big)`$**<br>
**$`\overrightarrow{F}_{\,Lorentz}=q\Big(\overrightarrow{E}+\overrightarrow{v}\land\overrightarrow{B}\Big)`$**
<br>
&nbsp;&nbsp;où $`\overrightarrow{\speed}`$ est le vecteur vitesse de la particule dans le référentiel d'inertie de l'observation.
donde $`\overrightarrow{v}`$ es el vector velocidad de la partícula en el referencial de inercia de la observación.
* *Lors d'un déplacement élémentaire $`\overrightarrow{dl}`$* de la particule dans le champ électromagnétique
$`\big(\overrightarrow{E}\,,\overrightarrow{B}\big)`$, le **travail de la force de Lorentz** s'écrit :
* *Durante un desplazamiento elemental $`\overrightarrow{dl}`* de la partícula en el campo electromagnético
$`\big(\overrightarrow{E}\,,\overrightarrow{B}\big)`*, el **trabajo de la fuerza de Lorentz** se escribe:
<br>
**$`d\mathcal{W}_{\,Lorentz}=\overrightarrow{F}_{Lorentz}\cdot\overrightarrow{dl}`$**,
**$`d\mathcal{W}_{\,Lorentz}=\overrightarrow{F}_{Lorentz}\cdot\overrightarrow{dl}`$**,
<br>
soit
es decir,
<br>
$`\begin{align}
d\mathcal{W}_{\,Lorentz}&=q\Big(\overrightarrow{E}+\overrightarrow{\speed}\land\overrightarrow{B}\Big)\cdot\overrightarrow{dl}\\
d\mathcal{W}_{\,Lorentz}&=q\Big(\overrightarrow{E}+\overrightarrow{v}\land\overrightarrow{B}\Big)\cdot\overrightarrow{dl}\\
&\\
&= q\Big(\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{dl}\Big)+ q\Big(\overrightarrow{\speed}\land\overrightarrow{B}\cdot\overrightarrow{dl}\Big)\\
&= q\Big(\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{dl}\Big)+ q\Big(\overrightarrow{v}\land\overrightarrow{B}\cdot\overrightarrow{dl}\Big)\\
&\\
&= q\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{dl} + q\Big(\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big) \\
\end{align}`$
&= q\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{dl} + q\Big(\overrightarrow{v},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big) \\
\end{align}`$
<br>
où $`\Big(\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)`$ est le produit mixte de la séquence des trois vecteurs.
donde $`\Big(\overrightarrow{v},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)`$ es el producto mixto de la secuencia de los tres vectores.
* Les *vecteurs $`\overrightarrow{\speed}`$ et $`\overrightarrow{dl}=\overrightarrow{\speed}\,dt`$* étant *colinéaires*, le produit mixte
est nul :
* Los *vectores $`\overrightarrow{v}`$ y $`\overrightarrow{dl}=\overrightarrow{v}\,dt`* son *colineales*, el producto mixto
es nulo:
<br>
*$`\Big(\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)=0`$*,
*$`\Big(\overrightarrow{v},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)=0`$*,
!!!!
!!!!
!!!! <details markdown=1>
!!!! <summary>Rappels sur le produit mixte</summary>
!!!! Le produit mixte de trois vecteurs $`\vec{a}\,,\vec{b}\,,\vec{c}`$, noté $`(\vec{a}\,,\vec{b}\,,\vec{c})`$
!!!! est défini par :
!!!! $`(\vec{a}\,,\vec{b}\,,\vec{c})=(\vec{a}\land\vec{b})\cdot\vec{c}`$.
!!!! Il est alors facile de démontrer qu'il est invariant par permutation circulaire des 3 vecteurs :
!!!! <summary>Recordatorios sobre el producto mixto</summary>
!!!! El producto mixto de tres vectores $`\vec{a}\,,\vec{b}\,,\vec{c}`$, denotado $`(\vec{a}\,,\vec{b}\,,\vec{c})`$
!!!! está definido por:
!!!! $`(\vec{a}\,,\vec{b}\,,\vec{c})=(\vec{a}\land\vec{b})\cdot\vec{c}`$.
!!!! Es fácil demostrar que es invariante por permutación circular de los 3 vectores:
!!!! $`(\vec{a}\,,\vec{b}\,,\vec{c})=(\vec{b}\,,\vec{c}\,,\vec{a})=(\vec{c}\,,\vec{a}\,,\vec{b})`$.
!!!! C'est donc un nombre réel, dont la valeur absolue s'identifie au volume du parallélépipéde
!!!! créé les trois vecteurs $`\vec{a}\,,\vec{b}\,,\vec{c}`$.
!!!! Es, por lo tanto, un número real, cuyo valor absoluto se identifica con el volumen del paralelepípedo
!!!! formado por los tres vectores $`\vec{a}\,,\vec{b}\,,\vec{c}`$.
!!!!
!!!! Dans le cas étudié, deux vecteurs au moins du produit mixte $`\Big(\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)`$
!!!! sont colinéaires car $`\overrightarrow{dl}=\overrightarrow{\speed}\,dt`$.
!!!! Je peux dès lors m'assurer que ce produit mixte est nulle,
!!!! * soit en remarquant que trois vecteurs dont deux sont colinéaires s'inscrivent dans un même plan (2D)
!!!! et donc le volume (3D) construit par ces trois vecteurs est nul :
!!!! $`\Big(\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)=0`$
!!!! * soit en utilisant l'invariance du produit mixte par permutation circulaire,
!!!! $`\Big(\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)=\Big(\overrightarrow{dl},\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{B}\Big)`$
!!!! $`=dt\times\Big(\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{B}\Big)`$
!!!! et en remarquant que le produit vecoriel de deux vecteurs colinéaires est nul :
!!!! $`\big\Vert\overrightarrow{\speed}\land\overrightarrow{\speed}\big\Vert=\big\Vert\overrightarrow{\speed}\big\Vert\cdot\big\Vert\overrightarrow{\speed}\big\Vert\cdot \sin 0=0`$
!!!! $`\Longrightarrow \overrightarrow{\speed}\land\overrightarrow{\speed}=\overrightarrow{0}`$
!!!! $`\Longrightarrow \Big(\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)=0`$
!!!! En el caso estudiado, al menos dos vectores del producto mixto $`\Big(\overrightarrow{v},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)$
!!!! son colineales, ya que $`\overrightarrow{dl}=\overrightarrow{v}\,dt`$.
!!!! Por lo tanto, puedo asegurar que este producto mixto es nulo,
!!!! * ya sea observando que tres vectores, de los cuales dos son colineales, se inscriben en un mismo plano (2D)
!!!! y, por lo tanto, el volumen (3D) construido por estos tres vectores es nulo:
!!!! $`\Big(\overrightarrow{v},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)=0`$
!!!! * ya sea utilizando la invariancia del producto mixto por permutación circular,
!!!! $`\Big(\overrightarrow{v},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)=\Big(\overrightarrow{dl},\overrightarrow{v},\overrightarrow{B}\Big)`$
!!!! $`=dt\times\Big(\overrightarrow{v},\overrightarrow{v},\overrightarrow{B}\Big)`$
!!!! y observando que el producto vectorial de dos vectores colineales es nulo:
!!!! $`\big\Vert\overrightarrow{v}\land\overrightarrow{v}\big\Vert=\big\Vert\overrightarrow{v}\big\Vert\cdot\big\Vert\overrightarrow{v}\big\Vert\cdot \sin 0=0`$
!!!! $`\Longrightarrow \overrightarrow{v}\land\overrightarrow{v}=\overrightarrow{0}`$
!!!! $`\Longrightarrow \Big(\overrightarrow{v},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)=0`$
!!!! </details>
!!!!
* $`\Longrightarrow`$ le **travail de la force de Lorentz** se simplifie :
* $`\Longrightarrow`$ el **trabajo de la fuerza de Lorentz** se simplifica:
<br>
**$`d\mathcal{W}_{\,Lorentz} = q\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{dl}`$**
! *Remarque :*
! *Nota:*
!
! La *force magnétique $`\overrightarrow{F}_{\,magn.}=q\,\overrightarrow{\speed}\land\overrightarrow{B}`$*,
! par nature perpendiculaire au vecteur vitesse $`\overrightarrow{\speed}`$ et donc au vecteur déplacement
! élémentaire $`\overrightarrow{dl}=\overrightarrow{\speed}\,dt`$ en tout point de la trajectoire de la particule
! de charge $`q`$, *ne travaille pas* :
! La *fuerza magnética $`\overrightarrow{F}_{\,magn.}=q\,\overrightarrow{v}\land\overrightarrow{B}`*,
! por naturaleza perpendicular al vector velocidad $`\overrightarrow{v}`$ y, por lo tanto, al vector desplazamiento
! elemental $`\overrightarrow{dl}=\overrightarrow{v}\,dt`$ en todo punto de la trayectoria de la partícula
! de carga $`q`$, *no realiza trabajo*:
!
! $`\mathbf{d\mathcal{W}_{\,magn} = \overrightarrow{F}_{magn}\cdot \overrightarrow{dl}=0}`$
!
! *Le travail de la force de Lorentz se limite au travail de la force électrique* :
! *El trabajo de la fuerza de Lorentz se limita al trabajo de la fuerza eléctrica*:
!
! $`\mathbf{d\mathcal{W}_{\,Lorentz} = d\mathcal{W}_{\,élec} =q\,\overrightarrow{E}\cdot \overrightarrow{dl}}`$
! $`\mathbf{d\mathcal{W}_{\,Lorentz} = d\mathcal{W}_{\,eléc} =q\,\overrightarrow{E}\cdot \overrightarrow{dl}}`$
* La **puissance élémentaire cédée par le champ** à cette particule s'écrit :
* La **potencia elemental cedida por el campo** a esta partícula se escribe:
<br>
**$`\mathbf{\mathcal{P}_{cédée} = \dfrac{d\mathcal{W}_{\,Lorentz}}{dt} = q\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed}}`$**
**$`\mathbf{\mathcal{P}_{cedida} = \dfrac{d\mathcal{W}_{\,Lorentz}}{dt} = q\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{v}}`$**
##### Puissance cédée dans un matériau avec un seul type porteur de charge
##### Potencia cedida en un material con un solo tipo de portador de carga
* Si le **milieu matériel** contient *$`n`$ porteurs identiques de charge $`q`$ par unité de volume*,
alors un volume élémentaire $`d\tau`$ contient $`n\,\tau`$ porteurs de charge
et la **puissance élémentaire cédée** par le champ électromagnétique s'écrit :
* Si el **medio material** contiene *$`n`$ portadores idénticos de carga $`q`$ por unidad de volumen*,
entonces un volumen elemental $`d\tau`$ contiene $`n\,\tau`$ portadores de carga
y la **potencia elemental cedida** por el campo electromagnético se escribe:
<br>
**$`d\mathcal{P}_{cédée} = \mathcal{n}\,\big( q\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed}\big)\,d\tau`$**
**$`d\mathcal{P}_{cedida} = n\,\big( q\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{v}\big)\,d\tau`$**
* Exprimée *avec la densité volumique de charge $`\dens=\mathcal{n}\,q`$* :
* Expresada *con la densidad volumétrica de carga $`\rho=n\,q`$*:
<br>
$`d\mathcal{P}_{cédée} = \big(\mathcal{n}\, q\big)\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed}\,d\tau = = \dens\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed}\,d\tau`$
$`d\mathcal{P}_{cedida} = \big(n\, q\big)\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{v}\,d\tau = \rho\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{v}\,d\tau`$
* Exprimée *avec le vecteur densité volumique de courant $`\overrightarrow{j}=\dens\,\overrightarrow{\speed}`$*, en remarquant que
$`\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed}=\overrightarrow{\speed}\cdot\overrightarrow{E}`$ :
* Expresada *con el vector densidad volumétrica de corriente $`\overrightarrow{j}=\rho\,\overrightarrow{v}`$*, observando que
$`\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{v}=\overrightarrow{v}\cdot\overrightarrow{E}`$:
<br>
**$`d\mathcal{P}_{cédée} = \big(\overrightarrow{j}\cdot\overrightarrow{E}\big)\,d\tau`$**
**$`d\mathcal{P}_{cedida} = \big(\overrightarrow{j}\cdot\overrightarrow{E}\big)\,d\tau`$**
##### Puissance cédée dans un matériau avec un seul type porteur de charge
##### Potencia cedida en un material con varios tipos de portadores de carga
* Lorsqu'un matériau contient **plusieurs types de porteurs de charges $`q_i`$**
en *concentrations $`n_i* et animées de *vitesses de dérives $`\overrightarrow{v_d\,i}`$* :
* Cuando un material contiene **varios tipos de portadores de carga $`q_i`**
en *concentraciones $`n_i`* y animados de *velocidades de deriva $`\overrightarrow{v_d\,i}`*:
<br>
$`\displaystyle d\mathcal{P}_{cédée} = \sum_{i=1}^p \big(\mathcal{n}_i\,q_i\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed_i}\big)\,d\tau`$
$`\displaystyle d\mathcal{P}_{cedida} = \sum_{i=1}^p \big(n_i\,q_i\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{v_i}\big)\,d\tau`$
<br>
$`\displaystyle d\mathcal{P}_{cédée} = \sum_{i=1}^p \dens_i\,d\tau\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed_i}`$
$`\displaystyle d\mathcal{P}_{cedida} = \sum_{i=1}^p \rho_i\,d\tau\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{v_i}`$
<br>
$`\displaystyle d\mathcal{P}_{cédée} = \sum_{i=1}^p\overrightarrow{j_i}\cdot\overrightarrow{E}\,d\tau`$
$`\displaystyle d\mathcal{P}_{cedida} = \sum_{i=1}^p\overrightarrow{j_i}\cdot\overrightarrow{E}\,d\tau`$
<br>
*$`d\mathcal{P}_{cédée} = \overrightarrow{j}_{total}\cdot\overrightarrow{E}\,d\tau`$*
*$`d\mathcal{P}_{cedida} = \overrightarrow{j}_{total}\cdot\overrightarrow{E}\,d\tau`$*
* En posant plus simplement *$`\overrightarrow{j}_{total}=\overrightarrow{j}`$* :
* Al establecer simplemente *$`\overrightarrow{j}_{total}=\overrightarrow{j}`*:
<br>
**$`\large{\mathbf{d\mathcal{P}_{cédée} = \big(\overrightarrow{j}\cdot\overrightarrow{E}\big)\,d\tau}}`$**
**$`\large{\mathbf{d\mathcal{P}_{cedida} = \big(\overrightarrow{j}\cdot\overrightarrow{E}\big)\,d\tau}}`$**
* La *puissance cédée* par le champ électromagnétique *dans un volume $`\tau`$* s'appelle **$`\large{\text{Effet Joule}}`$**
* La *potencia cedida* por el campo electromagnético *en un volumen $`\tau`* se llama **$`\large{\text{Efecto Joule}}`**,
<br>
**$`\large{\displaystyle\mathbf{\mathcal{P}_{cédée} = \iiint_{\Ltau}\big(\overrightarrow{j}\cdot\overrightarrow{E}\big)\,d\tau}}`$**
**$`\large{\displaystyle\mathbf{\mathcal{P}_{cedida} = \iiint_{\tau}\big(\overrightarrow{j}\cdot\overrightarrow{E}\big)\,d\tau}}`$**
<br>
------------
<br>
---
#### Le champ électromagnétique contient-t-il de l'énergie ?
#### ¿Contiene el campo electromagnético energía?
* Si le *champ électromagnétique* peut céder de l'énergie à la matière, c'est que lui-même il **contient de l'énergie**.
* Si el *campo electromagnético* puede ceder energía a la materia, es porque él mismo **contiene energía**.
* Un champ électromagnétique $`\big(\overrightarrow{E}\,,\,\overrightarrow{B}\big)`$ s'étendant dans l'espace,
l'énergie contenue dans le champ est décrite par
une **densité volumique d'énergie électromagnétique $`\dens_{énergie-EM}^{3D}`$** définie en chaque point de l'espace.
* Un campo electromagnético $`\big(\overrightarrow{E}\,,\,\overrightarrow{B}\big)`$ que se extiende en el espacio,
la energía contenida en el campo está descrita por
una **densidad volumétrica de energía electromagnética $`\dens_{energía-EM}^{3D}`** definida en cada punto del espacio.
<!-------------------
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
##### L'expression de la densité volumique d'énergie électromagnétique est-elle contenue dans les équation de Maxwell ?
--------------------->
* Pars de l'indentité mathématique
<br>
* Parte de la identidad matemática
<br>
$`\mathbf{div\,\big(\overrightarrow{U}\land\overrightarrow{V}\big)=
\overrightarrow{V}\cdot\big(\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{U}\big)\,-\,\overrightarrow{U}\cdot\big(\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{V}\big)}`$
<br>
et applique-là au champ électromagnétique $`\big(\overrightarrow{E}\,,\overrightarrow{B})`$ en posant $`\overrightarrow{U}=\overrightarrow{E}`$
et $`\overrightarrow{V}=\overrightarrow{B}`$
<br>
**$`\mathbf{div\,\big(\overrightarrow{E}\land\overrightarrow{B}\big)=\overrightarrow{B}\cdot\big(\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{E}\big)\,-\,\overrightarrow{E}\cdot\big(\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{B}\big)}`$**
<br>
$`\color{blue}{\scriptsize{
\text{Identifie les termes } \overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{E} \text{ et } \overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{B}}}`$
$`\color{blue}{\scriptsize{\text{ à leurs causes avec respectivement}}}`$
$`\color{blue}{\scriptsize{\text{les équations de Maxwell-Faraday et Maxwell Ampère}}}`$
<br>
$`\begin{align}div\,\big(\overrightarrow{E}\land\overrightarrow{B}\big)
=&\overrightarrow{B}\cdot
\big(
\underbrace{\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{E}}
_{\color{blue}{=-\frac{\partial \vec{B}}{\partial t}}}\big)\,\\
&\quad-\,\overrightarrow{E}\cdot\big(\underbrace{\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{B}}_{\color{blue}{=\mu_0\,\vec{j}+\mu_0\epsilon_0\frac{\partial \vec{E}}{\partial t}
}}\big)\end{align}`$
<br>
$`div\,\big(\overrightarrow{E}\land\overrightarrow{B}\big)`$
$`\quad=-\,\mu_0\,\vec{j}\cdot\overrightarrow{E}\,-\,\mu_0\,\epsilon_0\dfrac{\partial \vec{E}}{\partial t}\cdot\overrightarrow{E}
\,
-\,\overrightarrow{B}\cdot \dfrac{\partial \vec{B}}{\partial t}\big)
`$
<br>
$`\color{blue}{\scriptsize{
\text{Souviens-toi que } \vec{u}\dfrac{\partial \vec{u}}{\partial t}=\dfrac{1}{2}\,\dfrac{\partial (\vec{u}\cdot\vec{u})}{\partial t}=\dfrac{1}{2}\,\dfrac{\partial u^2}{\partial t}}}`$
<br>
$`div\,\big(\overrightarrow{E}\land\overrightarrow{B}\big)`$
$`\quad =-\,\mu_0\,\vec{j}\cdot\overrightarrow{E}\,-\,\dfrac{\mu_0\,\epsilon_0}{2}\,\dfrac{\partial E^2}{\partial t}
\,
-\,\dfrac{1}{2}\,\dfrac{\partial B^2}{\partial t}
`$
<br>
$`\color{blue}{\scriptsize{\text{La reconnaissance du terme d'effet Joule }\vec{j}\cdot\vec{E}=\dfrac{d\mathcal{P}_{cédée}}{d\tau}}}`$
$`\color{blue}{\scriptsize{\text{incite à diviser chaque membre de l'équation par }\mu_0 }}`$
<!-- $`\color{blue}{\scriptsize{\text{afin que chaque membre soit homogène à une puissance par unité de volume :}}}`$-->
<br>
$`
div\,\left(\dfrac{\overrightarrow{E}\land\overrightarrow{B}}{\mu_0}\right)`$
$`\quad = -\,\underbrace{
\vec{j}\cdot\overrightarrow{E}
}_{
\color{blue}{=\frac{d\mathcal{P}_{cédée}}{d\tau}}
}
\,-\,\dfrac{\epsilon_0}{2}\,\dfrac{\partial E^2}{\partial t}
\,
-\,\dfrac{1}{2\,\mu_0}\,\dfrac{\partial B^2}{\partial t}
`$
<br>
$`\color{blue}{\scriptsize{\text{que tu peux réécrire :}}}`$
<br>
**$`\mathbf{
div\,\left(\dfrac{\overrightarrow{E}\land\overrightarrow{B}}{\mu_0}\right)}`$
$`\mathbf{\quad = -\,\vec{j}\cdot\overrightarrow{E}
\,-\,\dfrac{\partial}{\partial t}\,\left(
\dfrac{\epsilon_0\,E^2}{2}\,+\,\dfrac{B^2}{2\,\mu_0}
\right)
}`$**
\overrightarrow{V}\cdot\big(\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{U}\big)\,-\,\overrightarrow{U}\cdot\big(\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{V}\big)}`$
<br>
y aplícala al campo electromagnético $`\big(\overrightarrow{E}\,,\overrightarrow{B})`$ estableciendo $`\overrightarrow{U}=\overrightarrow{E}`$
y $`\overrightarrow{V}=\overrightarrow{B}`$
<br>
**$`\mathbf{div\,\big(\overrightarrow{E}\land\overrightarrow{B}\big)=\overrightarrow{B}\cdot\big(\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{E}\big)\,-\,\overrightarrow{E}\cdot\big(\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{B}\big)}`**,
<br>
$`\color{blue}{\scriptsize{
\text{Identifica los términos } \overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{E} \text{ y } \overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{B}}}`$
$`\color{blue}{\scriptsize{\text{ con sus causas respectivamente}}}`$
$`\color{blue}{\scriptsize{\text{con las ecuaciones de Maxwell-Faraday y Maxwell-Ampère}}}`$
<br>
$`\begin{align}div\,\big(\overrightarrow{E}\land\overrightarrow{B}\big)
=&\,\overrightarrow{B}\cdot
\big(
\underbrace{\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{E}}
_{\color{blue}{=-\frac{\partial \vec{B}}{\partial t}}}\big)\,\\
&\quad-\,\overrightarrow{E}\cdot\big(\underbrace{\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{B}}_{\color{blue}{=\mu_0\,\vec{j}+\mu_0\epsilon_0\frac{\partial \vec{E}}{\partial t}
}}\big)\end{align}`$
<br>
$`div\,\big(\overrightarrow{E}\land\overrightarrow{B}\big)`$
$`\quad=-\,\mu_0\,\vec{j}\cdot\overrightarrow{E}\,-\,\mu_0\,\epsilon_0\dfrac{\partial \vec{E}}{\partial t}\cdot\overrightarrow{E}
\,-\,\overrightarrow{B}\cdot \dfrac{\partial \vec{B}}{\partial t}\big)$
<br>
$`\color{blue}{\scriptsize{
\text{Recuerda que } \vec{u}\dfrac{\partial \vec{u}}{\partial t}=\dfrac{1}{2}\,\dfrac{\partial (\vec{u}\cdot\vec{u})}{\partial t}=\dfrac{1}{2}\,\dfrac{\partial u^2}{\partial t}}}`$
<br>
$`div\,\big(\overrightarrow{E}\land\overrightarrow{B}\big)`$
$`\quad =-\,\mu_0\,\vec{j}\cdot\overrightarrow{E}\,-\,\dfrac{\mu_0\,\epsilon_0}{2}\,\dfrac{\partial E^2}{\partial t}
\,-\,\dfrac{1}{2}\,\dfrac{\partial B^2}{\partial t}
$`
<br>
$`\color{blue}{\scriptsize{\text{El reconocimiento del término de efecto Joule }\vec{j}\cdot\vec{E}=\dfrac{d\mathcal{P}_{cedida}}{d\tau}}}`$
$`\color{blue}{\scriptsize{\text{incita a dividir cada miembro de la ecuación por }\mu_0 }}`$
<br>
$`
div\,\left(\dfrac{\overrightarrow{E}\land\overrightarrow{B}}{\mu_0}\right)`$
$`\quad = -\,\underbrace{
\vec{j}\cdot\overrightarrow{E}
}_{
\color{blue}{=\frac{d\mathcal{P}_{cedida}}{d\tau}}
}
\,-\,\dfrac{\epsilon_0}{2}\,\dfrac{\partial E^2}{\partial t}
\,-\,\dfrac{1}{2\,\mu_0}\,\dfrac{\partial B^2}{\partial t}
$`
<br>
$`\color{blue}{\scriptsize{\text{que puedes reescribir:}}}`$
<br>
**$`\mathbf{
div\,\left(\dfrac{\overrightarrow{E}\land\overrightarrow{B}}{\mu_0}\right)}`$
$`\mathbf{\quad = -\,\vec{j}\cdot\overrightarrow{E}
\,-\,\dfrac{\partial}{\partial t}\,\left(
\dfrac{\epsilon_0\,E^2}{2}\,+\,\dfrac{B^2}{2\,\mu_0}
\right)
}`$**
* Ainsi apparaît la **densité volumique d'énergie électromagnétique** d'*unité SI : $`J\,m^{-3}`$* :
<br>
**$`\large{\mathbf{\dens_{énergie-EM}^{3D}=\dfrac{\epsilon_0\,E^2}{2}+\dfrac{B^2}{2 \mu_0}}}`$**
* Así aparece la **densidad volumétrica de energía electromagnética** de *unidad SI: $`J\,m^{-3}`*:
<br>
**$`\large{\mathbf{\dens_{energía-EM}^{3D}=\dfrac{\epsilon_0\,E^2}{2}+\dfrac{B^2}{2 \mu_0}}}`$**
* Esta densidad volumétrica $`\dens_{energía-EM}^{3D}`$ *posee dos componentes*:
* una *componente eléctrica* **$`\;\dens_{eléc}^{3D}=\dfrac{\epsilon_0\,E^2}{2}`$**
* una *componente magnética* **$`\;\dens_{magn}^{3D}=\dfrac{B^2}{2 \mu_0}`$**.
* Cette
densité volumique $`\dens_{énergie-EM}^{3D}`$ *possède deux composantes* :
* une *composante électrique* **$`\;\dens_{élec}^{3D}=\dfrac{\epsilon_0\,E^2}{2}`$**
* une *composante magnétique* **$`\;\dens_{magn}^{3D}=\dfrac{B^2}{2 \mu_0}`$**.
* La energía electromagnética $`\mathcal{E}_{EM}`$ contenida **en un volumen $`\tau`** se expresa:
<br>
**$`\displaystyle\large{\mathbf{\mathcal{E}_{EM}=\iiint_{\tau} \left(\dfrac{\epsilon_0\,E^2}{2}+\dfrac{B^2}{2 \mu_0}\right) d\tau}}`$**
* L'énergie électromagnétique $`\mathcal{E}_{EM}`$ contenue **dans un volume $`\tau`$** s'exprime :
<br>
**$`\displaystyle\large{\mathbf{\mathcal{E}_{EM}=\iiint_{\Ltau} \left(\dfrac{\epsilon_0\,E^2}{2}+\dfrac{B^2}{2 \mu_0}\right) d\tau}}`$**
<br>
......@@ -728,41 +713,38 @@ $`\mathbf{div\,\big(\overrightarrow{U}\land\overrightarrow{V}\big)=
<br>
#### Pourquoi parlons-nous d'ondes électromagnétiques ?
#### ¿Por qué hablamos de ondas electromagnéticas?
##### Equation d'onde
##### Ecuación de onda
* Pour un *champ vectoriel $`\overrightarrow{U}(\overrightarrow{r},t)`$*, l'**équation d'onde de d'Alembert** s'écrit :
* Para un *campo vectorial $`\overrightarrow{U}(\overrightarrow{r},t)`$*, la **ecuación de onda de d'Alembert** se escribe:
<br>
**$`\Delta \overrightarrow{U} - \dfrac{1}{\speed^2} \; \dfrac{\partial^2 \;\overrightarrow{U}}{\partial\; t^2}=0`$**
**$`\Delta \overrightarrow{U} - \dfrac{1}{v^2} \; \dfrac{\partial^2 \;\overrightarrow{U}}{\partial\; t^2}=0`$**
* L'expression de l'*opérateur Laplacien vectoriel $`\Delta`$* en fonction des opérateurs $`grad`$, $`div`$ et $`rot`$ est :
* La expresión del *operador Laplaciano vectorial $`\Delta`$* en función de los operadores $`grad`$, $`div`$ y $`rot`$ es:
<br>
*$`\Delta =\overrightarrow{grad} \left(div\right) - \overrightarrow{rot}\, \left(\overrightarrow{rot}\right)`$*
* L'**idée** est de *calculer pour chacun des champs $`\overrightarrow{E}`$ et $`\overrightarrow{B}`$*
l'expression de *son Laplacien*, pour voir si une identification avec l'équation d'onde est
réalisée.
##### Etude de la composante $`\overrightarrow{E}`$ du champ électromagnétique.
* La **idea** es *calcular para cada uno de los campos $`\overrightarrow{E}`$ y $`\overrightarrow{B}`$*
la expresión de *su Laplaciano*, para ver si se identifica con la ecuación de onda.
---
* Pour **établir l'expression $`\;\;\Delta \overrightarrow{E}`$**, je calcule
$`\;\;\overrightarrow{rot}\left(\overrightarrow{rot}\;\overrightarrow{E}\right)\;\;`$ puis
$`\;\;\overrightarrow{grad} \left(div \overrightarrow{E}\right)\;\;`$ *à partir des équations
de Maxwell*.
##### Estudio de la componente $`\overrightarrow{E}`$ del campo electromagnético
* Para **establecer la expresión $`\;\;\Delta \overrightarrow{E}`$**, calculo
$`\;\;\overrightarrow{rot}\left(\overrightarrow{rot}\;\overrightarrow{E}\right)\;\;$$, luego
$`\;\;\overrightarrow{grad} \left(div \overrightarrow{E}\right)\;\;$* a partir de las ecuaciones de Maxwell.
* $`\overrightarrow{rot} \, \left( \overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{E} \right)=
\overrightarrow{rot} \,\left( -\dfrac{\partial \overrightarrow{B}}{\partial t}\right)`$
* $`\overrightarrow{rot} \, \left( \overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{E} \right)=
\overrightarrow{rot} \,\left( -\dfrac{\partial \overrightarrow{B}}{\partial t}\right)`$
<br>
En physique classique, espace et temps sont découplés. Les coordonnées spatiales
et la coordonnée temporelle sont indépendantes. L'ordre de dérivation ou intégration entre
des coordonnées spatiales et la coordonnés temporelle n'importe pas, donc :
En física clásica, el espacio y el tiempo están desacoplados. Las coordenadas espaciales
y la coordenada temporal son independientes. El orden de derivación o integración entre
coordenadas espaciales y la coordenada temporal no importa, por lo tanto:
<br>
$`\overrightarrow{rot} \, \left( \overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{E} \right)=
-\dfrac{\partial}{\partial t} \,\left(\overrightarrow{rot}\overrightarrow{B}\right)`$
-\dfrac{\partial}{\partial t} \,\left(\overrightarrow{rot}\overrightarrow{B}\right)`$
<br><br>
$`\overrightarrow{rot} \, \left( \overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{E} \right)=
-\dfrac{\partial}{\partial t} \,\left(\mu_0\;\overrightarrow{j} +
......@@ -771,242 +753,232 @@ $`\overrightarrow{rot} \, \left( \overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{E} \right
*$`\overrightarrow{rot} \, \left( \overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{E} \right)=-\mu_0\;\dfrac{\partial \overrightarrow{j}}{\partial t} - \mu_0 \epsilon_0 \;\dfrac{\partial^2 \overrightarrow{E}}{\partial t^2}`$*
<br><br>
* *$`\overrightarrow{grad} \left( div \; \overrightarrow{E} \right) = \overrightarrow{grad}\left( \dfrac{\dens}{\epsilon_O} \right)`$*
<br>
* $`\overrightarrow{grad} \left( div \; \overrightarrow{E} \right) = \overrightarrow{grad}\left( \dfrac{\rho}{\epsilon_0} \right)`$
* La reconstruction de
* La reconstrucción de
$`\Delta \;\overrightarrow{E} =\overrightarrow{grad} \left(div\;\overrightarrow{E}\right) - \overrightarrow{rot}\, \left(\overrightarrow{rot}\;\overrightarrow{E}\right)`$
donne :
da:
<br>
$`\Delta \;\overrightarrow{E} = \overrightarrow{grad}\left( \dfrac{\dens}{\epsilon_O} \right) + \mu_0\;\dfrac{\partial \overrightarrow{j}}{\partial t} +
\mu_0 \epsilon_0 \;\dfrac{\partial^2 \overrightarrow{E}}{\partial t^2}`$
$`\Delta \;\overrightarrow{E} = \overrightarrow{grad}\left( \dfrac{\rho}{\epsilon_0} \right) + \mu_0\;\dfrac{\partial \overrightarrow{j}}{\partial t} +
\mu_0 \epsilon_0 \;\dfrac{\partial^2 \overrightarrow{E}}{\partial t^2}`$
<br>
ce qui donne par identification au premier terme de l'équation d'onde :
lo que da, por identificación con el primer término de la ecuación de onda:
**$`\mathbf{\Delta \;\overrightarrow{E}-\mu_0 \epsilon_0 \;\dfrac{\partial^2 \overrightarrow{E}}{\partial t^2} = \dfrac{1}{\epsilon_O} \;
\overrightarrow{grad}\left(\dens \right)+ \mu_0\;\dfrac{\partial \overrightarrow{j}}{\partial t}}`$**
**$`\mathbf{\Delta \;\overrightarrow{E}-\mu_0 \epsilon_0 \;\dfrac{\partial^2 \overrightarrow{E}}{\partial t^2} = \dfrac{1}{\epsilon_0} \;
\overrightarrow{grad}\left(\rho \right)+ \mu_0\;\dfrac{\partial \overrightarrow{j}}{\partial t}}`$**
<br>
_(équation de propagation du champ électrique)_
*(ecuación de propagación del campo eléctrico)*
##### Etude de la composante $`\overrightarrow{B}`$ du champ électromagnétique.
---
* Une *étude de forme identique* (proposée en autotest dans la partie beyond) me conduirait
pour le champ magnétique $`\overrightarrow{B}`$ à l'équation de propagation :
##### Estudio de la componente $`\overrightarrow{B}`$ del campo electromagnético
* Un *estudio de forma idéntica* (propuesto en autoevaluación en la parte avanzada) me llevaría
para el campo magnético $`\overrightarrow{B}`$ a la ecuación de propagación:
<br>
**$`\mathbf{\Delta \overrightarrow{B}-\epsilon_0\mu_0\;\dfrac{\partial^2 \overrightarrow{B}}
{\partial t^2}=-\mu_0\;\overrightarrow{rot}\;\overrightarrow{j}}`$**
{\partial t^2}=-\mu_0\;\overrightarrow{rot}\;\overrightarrow{j}}`$**
<br>
_(équation de propagation du champ magnétique)_
*(ecuación de propagación del campo magnético)*
##### Propagation d'une onde électromagnétique dans la matière
---
* L'étude part des équations de Maxwelle et des deux équations
##### Propagación de una onda electromagnética en la materia
* El estudio parte de las ecuaciones de Maxwell y de las dos ecuaciones:
<br>
$`\Delta \;\overrightarrow{E}-\mu_0 \epsilon_0 \;\dfrac{\partial^2 \overrightarrow{E}}{\partial t^2} = \dfrac{1}{\epsilon_O} \;
\overrightarrow{grad}\left(\dens \right)+ \mu_0\;\dfrac{\partial \overrightarrow{j}}{\partial t}`$
$`\Delta \;\overrightarrow{E}-\mu_0 \epsilon_0 \;\dfrac{\partial^2 \overrightarrow{E}}{\partial t^2} = \dfrac{1}{\epsilon_0} \;
\overrightarrow{grad}\left(\rho \right)+ \mu_0\;\dfrac{\partial \overrightarrow{j}}{\partial t}`$
<br>
$`\Delta \overrightarrow{B}-\epsilon_0\mu_0\;\dfrac{\partial^2 \overrightarrow{B}}
{\partial t^2}=-\mu_0\;\overrightarrow{rot}\;\overrightarrow{j}`$
{\partial t^2}=-\mu_0\;\overrightarrow{rot}\;\overrightarrow{j}`$
<br>
et fait l'objet de tout un **développement dans un chapitre ultérieur**.
y es objeto de todo un **desarrollo en un capítulo posterior**.
---
##### Propagation d'une onde électromagnétique dans le vide
##### Propagación de una onda electromagnética en el vacío
* L'*espace vide* est caractérisé par une absence de charges, fixes ou en mouvement.
La densité volumique de charge $`\dens_{vide}`$ de même que le vecteur densité volumique de courant
$`\overrightarrow{j}_{vide}`$ ont une valeur nulle dans tout l'espace vide,
<br>
*$`\dens_{vide}=0\quad\text{et}\quad\overrightarrow{j}_{vide}=\overrightarrow{0}`$*.
* Dès lors, la propagation de l'onde électromagnétique dans le vide s'exprime sous la forme
du système de **deux équations de d'Alembert** :
<br>
**$`\large{\boldsymbol{\mathbf{\Delta \;\overrightarrow{E}-\mu_0 \epsilon_0 \;\dfrac{\partial^2 \overrightarrow{E}}{\partial t^2} = \overrightarrow{0}}}}`$**
* El *espacio vacío* se caracteriza por una ausencia de cargas, fijas o en movimiento.
La densidad volumétrica de carga $`\rho_{vacío}`$ así como el vector densidad volumétrica de corriente
$`\overrightarrow{j}_{vacío}`$ tienen un valor nulo en todo el espacio vacío,
<br>
*$`\rho_{vacío}=0\quad\text{y}\quad\overrightarrow{j}_{vacío}=\overrightarrow{0}`$*.
* Por lo tanto, la propagación de la onda electromagnética en el vacío se expresa en forma
del sistema de **dos ecuaciones de d'Alembert**:
<br>
**$`\large{\boldsymbol{\mathbf{\Delta \;\overrightarrow{E}-\mu_0 \epsilon_0 \;\dfrac{\partial^2 \overrightarrow{E}}{\partial t^2} = \overrightarrow{0}}}}`$**
<br>
**$`\large{\boldsymbol{\mathbf{\Delta \;\overrightarrow{B}-\mu_0 \epsilon_0 \;\dfrac{\partial^2 \overrightarrow{B}}{\partial t^2} = \overrightarrow{0}}}}`$**
!!!! *Attention* :
!!!! *¡Atención!*:
!!!!
!!!! Les *équations de Maxwell impliquent la propagation du champ électromagnétique*.
!!!! Las *ecuaciones de Maxwell implican la propagación del campo electromagnético*.
!!!!
!!!! *Mais,*
!!!! *Pero,*
!!!!
!!!! Les *deux équations d'onde pour les champs $`\overrightarrow{E}`$ et $`\overrightarrow{B}`$
!!!! n'impliquent pas les équations de Maxwell*.
!!!! Las *dos ecuaciones de onda para los campos $`\overrightarrow{E}`$ y $`\overrightarrow{B}`*
!!!! no implican las ecuaciones de Maxwell*.
!!!!
!!!! Tout champ $`\overrightarrow{E}`$ qui vérifie
!!!! Todo campo $`\overrightarrow{E}`$ que verifique
!!!! $`\Delta \;\overrightarrow{E}-\mu_0 \epsilon_0 \;\dfrac{\partial^2 \overrightarrow{E}}{\partial t^2} = \overrightarrow{0}`$
!!!!
!!!! et tout champ $`\overrightarrow{B}`$ qui vérifie
!!!! y todo campo $`\overrightarrow{B}`$ que verifique
!!!! $`\Delta \;\overrightarrow{B}-\mu_0 \epsilon_0 \;\dfrac{\partial^2 \overrightarrow{B}}{\partial t^2} = \overrightarrow{0}`$
!!!!
!!!! ne décrivent la propagation d'une onde électromégnétique que si $`\overrightarrow{E}`$ et $`\overrightarrow{B}`$
!!!! vérifient les équations de Maxwell.
!!!! no describen la propagación de una onda electromagnética a menos que $`\overrightarrow{E}`$ y $`\overrightarrow{B}`$
!!!! verifiquen las ecuaciones de Maxwell.
---
##### Célérité de la vitesse de la lumière dans le vide
##### Rapidez de la velocidad de la luz en el vacío
* L'identification des équations de propagation des champs $`\overrightarrow{E}`$ et $`\overrightarrow{B}`$
avec l'équation d'onde de d'Alembert montre que *le champ électroimagnétique se propage à la célérité*
* La identificación de las ecuaciones de propagación de los campos $`\overrightarrow{E}`$ y $`\overrightarrow{B}`$
con la ecuación de onda de d'Alembert muestra que *el campo electromagnético se propaga a la rapidez*
<br>
*$`\large{\mathscr{v}=\dfrac{1}{\sqrt{\epsilon_0\,\mu_0}}}`$*
* La *célérité de la lumière dans le vide*, notée *$`\mathbf{c}`$* est une **constante fondamentale** de l'univers, et sa valeur exacte est :
* La *rapidez de la luz en el vacío*, denotada *$`\mathbf{c}`$* es una **constante fundamental** del universo, y su valor exacto es:
<br>
*$`\large{c=299 792 458 m\,s^{-1}\approx 3\times 10^8 m\,s^{-1}}`$*
*$`\large{c=299\,792\,458\, m\,s^{-1}\approx 3\times 10^8\, m\,s^{-1}}`$*
!! *Pour aller plus loin* :
!! *Para ir más allá*:
!!
!! Les équations de propagation des ondes électromagnétiques, établies ici dans le cadre
!! de la physique classique,
!! prévoient que les ondes électromagnétiques se propagent dans le vide à la célérité
!! $`c=1/\sqrt{\epsilon_0\,\mu_0}`$, célérité constante indépendante du mouvement de l'observateur.
!! Las ecuaciones de propagación de las ondas electromagnéticas, establecidas aquí en el marco
!! de la física clásica,
!! prevén que las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío a la rapidez
!! $`c=1/\sqrt{\epsilon_0\,\mu_0}`$, rapidez constante independiente del movimiento del observador.
!!
!! ceci est en contradiction avec la loi d'addition des vitesses en mécanique classique, qui
!! résulte des transformations de Galilée.
!! Esto está en contradicción con la ley de adición de velocidades en mecánica clásica, que
!! resulta de las transformaciones de Galileo.
!!
!! $`\Longrightarrow`$ pendant la seconde moitié du $`19^{ème}`$ siècle, le travail de physiciens fut
!! d'essayer de modifier les équations de Maxwell pour les rendre compatibles avec la physique classique.
!! $`\Longrightarrow`$ durante la segunda mitad del $`19^{ème}`$ siglo, el trabajo de los físicos fue
!! intentar modificar las ecuaciones de Maxwell para hacerlas compatibles con la física clásica.
!!
!! Mais ce fut l'inverse qu'il fallait faire : modifier la mécanique de Newton, base de la physique classique,
!! pour la rendre compatible avec les équations de Maxwell.
!! Pero fue lo contrario lo que había que hacer: modificar la mecánica de Newton, base de la física clásica,
!! para hacerla compatible con las ecuaciones de Maxwell.
!!
!! Ce travail inverse fut celui d'Albert Einstein, qui publia en 1905 un article intitulé
!! "Sur l'électrodynamique des corps en mouvement",
!! qui fut la naissance de la théorie de la Relativité restreinte, qui bouleverse notre conception
!! de l'espace et du temps.
!! Este trabajo inverso fue el de Albert Einstein, quien publicó en 1905 un artículo titulado
!! "Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento",
!! que fue el nacimiento de la teoría de la Relatividad especial, que revolucionó nuestra concepción
!! del espacio y del tiempo.
!!
!! Plus tard, en 1915, Einstein soumet un article intitulé
!! "Les fondements de la théorie de la Relativité Générale"
!! qui bouleverse notre conception du rapport entre l'espace-temps et son contenue en matière et énergie.
!! Más tarde, en 1915, Einstein presentó un artículo titulado
!! "Los fundamentos de la teoría de la Relatividad General"
!! que revolucionó nuestra concepción de la relación entre el espacio-tiempo y su contenido en materia y energía.
!!
!! *Physique Newtonienne* :
!! espace + temps + matière + énergie.
!! *Física newtoniana*:
!! espacio + tiempo + materia + energía.
!!
!! *Physique relativiste au sens restreint* :
!! espace-temps + matière-énergie ($`E=m\,c^2`$).
!! *Física relativista en el sentido restringido*:
!! espacio-tiempo + materia-energía ($`E=m\,c^2`$).
!!
!! *Physique relativiste au sens général* :
!! espace-temps-matière-énergie.
<br>
!! *Física relativista en el sentido general*:
!! espacio-tiempo-materia-energía.
-------
<br>
#### Qu'est-ce que le spectre électromagnétique ?
---
#### ¿Qué es el espectro electromagnético?
* **Maxwell** émet l'hypothèse que *la lumière* visible, dont on venait de mesurer la vitesse à partir
de l'observation astronomique du mouvement des satellites de Jupiter, *est une onde électromagnétique*.
* **Maxwell** plantea la hipótesis de que *la luz* visible, cuya velocidad se había medido a partir
de la observación astronómica del movimiento de los satélites de Júpiter, *es una onda electromagnética*.
<br>
$`\Longrightarrow`$ la lumière n'est qu'une toute petite partie des ondes électromagnétiques.
$`\Longrightarrow`$ la luz es solo una pequeña parte de las ondas electromagnéticas.
<br>
$`\Longrightarrow`$ tout un *monde nouveau de "lumières"* se révèle, appelé **spectre électromagnétique**.
$`\Longrightarrow`$ todo un *nuevo mundo de "luces"* se revela, llamado **espectro electromagnético**.
![](astro-electromagnetic-spectrum-N4_1_fr_L1200.jpg)
![Espectro electromagnético](astro-electromagnetic-spectrum-N4_1_fr_L1200.jpg)
* En particulier, **la connaissance de l'univers** résultait *avant Maxwell* de la seule observation du *domaine visible*,
* En particular, **el conocimiento del universo** resultaba *antes de Maxwell* de la sola observación del *dominio visible*,
![](ciel-visible-bsp_L1200.jpg)
![Cielo visible](ciel-visible-bsp_L1200.jpg)
* s'étend *maintenant* à *l'ensemble du spectre électromagnétique*.
* se extiende *ahora* a *todo el espectro electromagnético*.
![](ciel-images-bsp_L600_transparence.gif)
<br>
------
![Cielo en varias longitudes de onda](ciel-images-bsp_L600_transparence.gif)
<br>
---
#### Qu'est-ce que le vecteur de Poynting ?
#### ¿Qué es el vector de Poynting?
* La **onda electromagnética contiene energía**:
* con *en cada punto del espacio* una **densidad volumétrica de energía $`\dens_{energía-EM}^{3D}`$*,
- con una *componente eléctrica* **$`\;\dens_{eléc}^{3D}=\dfrac{\epsilon_0\,E^2}{2}`$*,
- con una *componente magnética* **$`\;\dens_{magn}^{3D}=\dfrac{B^2}{2 \mu_0}`$*.
* que **se desplaza en el vacío** *a la velocidad $`c`$*.
* L'**onde électromagnétique contient de l'énergie**
* avec *en chaque point de l'espace* une **densité volumique d'énergie $`\dens_{énergie-EM}^{3D}`$**,
\- avec une *composante électrique $`\dens_{énergie-EM}^{3D}=\dfrac{\epsilon_0\,E^2}{2}`$*,
\- avec une *composante magnétique $`\dens_{énergie-EM}^{3D}=\dfrac{B^2}{2 \mu_0}`$*.
* qui **se déplace dans le vide** *à la vitesse $`c`$*.
* El **vector de Poynting** traduce este hecho, y permite el *cálculo de la energía* de una onda electromagnética
incidente *sobre una superficie cualquiera por segundo*.
* Le **vecteur de Poynting** traduit ce fait, et permet le *calcul de l'énergie* d'une onde électromagnétique
incidente *sur une surface quelconque par seconde*.
* Le **vecteur de Poynting**, définit en chaque point de l'espace, est *défini par* la relation :
* El **vector de Poynting**, definido en cada punto del espacio, está *definido por* la relación:
<br>
*$`\large{\mathbf{d\mathcal{P}=\overrightarrow{\Pi}\cdot\overrightarrow{dS}}}`$*
*$`\large{\mathbf{d\mathcal{P}=\overrightarrow{\Pi}\cdot\overrightarrow{dS}}}`$*
<br>
où $`d\mathcal{P}`$ est la *puissance élémentaire* de l'onde électromagnétique
*rayonnée à travers l'élément de surface* $`\overrightarrow{dS}`$.
donde $`d\mathcal{P}`$ es la *potencia elemental* de la onda electromagnética
*radiada a través del elemento de superficie* $`\overrightarrow{dS}`$.
![](poynting-vector-1_L1200.jpg)
![Vector de Poynting](poynting-vector-1_L1200.jpg)
* Son **expression** en fonction des champs $`\overrightarrow{E}`$ et $`\overrightarrow{B}`$ est :
<br>
**$`\large{\mathbf{\overrightarrow{\Pi}=\dfrac{\overrightarrow{E}\land\overrightarrow{B}}{\mu_0}}}`$**
* Su **expresión** en función de los campos $`\overrightarrow{E}`$ y $`\overrightarrow{B}`$ es:
<br>
**$`\large{\mathbf{\overrightarrow{\Pi}=\dfrac{\overrightarrow{E}\land\overrightarrow{B}}{\mu_0}}}`$**
* *Unité SI* : **$`\mathbf{W\,m^{-2}}`$**
* *Unidad SI*: **$`\mathbf{W\,m^{-2}}`$**
! *Remarque 1* :
! *Nota 1*:
!
! Le déplacement d'une charge (d'unité $`SI : C)`$ contenue dans un volume élémentaire
! $`d\tau\quad (SI : m^3)`$ de densité volumique de
! charge $`\dens_{charge}^{3D}\quad (SI : C\,m^{-3})`$ à une vitesse
! $`\overrightarrow{\mathscr{v}_d}\quad (SI : m\,s^{-1})`$ :
! * permet de définir un vecteur densité de courant (électrique) volumique
! $`\overrightarrow{j}_{courant}^{3D}=\dens_{charge}^{3D}\,\mathscr{v}_d\,`$
! $`\quad (SI : A\,m^{-2})`$,
! * et ainsi permet de calculer l'intensité élémentaire $`dI\quad (SI : A = C\,s^{-1})`$ du courant qui traverse
! tout élément de surface
! $`\overrightarrow{dS}\quad (SI : m^2)`$,
! $`dI= \overrightarrow{j}_{courant}^{3D}\cdot\overrightarrow{dS}`$
! El desplazamiento de una carga (de unidad $`SI: C)`$ contenida en un volumen elemental
! $`d\tau\quad (SI: m^3)`$ de densidad volumétrica de
! carga $`\rho_{carga}^{3D}\quad (SI: C\,m^{-3})`$ a una velocidad
! $`\overrightarrow{v_d}\quad (SI: m\,s^{-1})`$:
! * permite definir un vector densidad de corriente (eléctrica) volumétrica
! $`\overrightarrow{j}_{corriente}^{3D}=\rho_{carga}^{3D}\,v_d\,`$
! $`\quad (SI: A\,m^{-2})`$,
! * y así permite calcular la intensidad elemental $`dI\quad (SI: A = C\,s^{-1})`$ de la corriente que atraviesa
! todo elemento de superficie
! $`\overrightarrow{dS}\quad (SI: m^2)`$,
! $`dI= \overrightarrow{j}_{corriente}^{3D}\cdot\overrightarrow{dS}`$!
!
! de même,
!
! le déplacement de l'énergie (d'unité $`SI : J)`$ de l'onde électromagnétique contenue
! dans un volume élémentaire $`d\tau\quad (SI : m^3)`$ de densité volumique d'énergie
! $`\dens_{énergie_EM}^{3D}\quad (SI : J\,m^{-3})`$ à la célérité $`c\quad (SI : m\,s^{-1})`$ :
! * permet de définir l'équivalent d'un vecteur densité de puissance de l'onde électromagnétique
! , appelé *vecteur de Poynting* et noté $`\overrightarrow{\Pi}\quad (SI : J\,s^{-1}\, m^{-2}=W\, m^{-2})`$,
! * ce qui permet de calculer la puissance élémentaire $`d\mathcal{P}\quad (SI : W)`$ de l'onde EM qui traverse tout élément de surface
! $`\overrightarrow{dS}`$,
! $`d\mathcal{P}= \overrightarrow{\Pi}\cdot\overrightarrow{dS}`$.
! *Remarque 2* :
! De la misma manera,
!
! *L'expression du vecteur de Poynting* en fonction du champ électrique et du champ magnétique de l'onde,
! ainsi que *sa signification*, sont *plus faciles à retenir* si l'on choisit de l'exprimer
! *en fonction du champ d'excitation magnétique $`\overrightarrow{H}`$*.
! el desplazamiento de la energía (de unidad $`SI: J)`$ de la onda electromagnética contenida
! en un volumen elemental $`d\tau\quad (SI: m^3)`$ de densidad volumétrica de energía
! $`\dens_{energía_EM}^{3D}\quad (SI: J\,m^{-3})`$ a la rapidez $`c\quad (SI: m\,s^{-1})`$:
! * permite definir el equivalente de un vector densidad de potencia de la onda electromagnética,
! llamado *vector de Poynting* y denotado $`\overrightarrow{\Pi}\quad (SI: J\,s^{-1}\, m^{-2}=W\, m^{-2})`$,
! * lo que permite calcular la potencia elemental $`d\mathcal{P}\quad (SI: W)`$ de la onda EM que atraviesa todo elemento de superficie
! $`\overrightarrow{dS}`$,
! $`d\mathcal{P}= \overrightarrow{\Pi}\cdot\overrightarrow{dS}`$.
! *Nota 2*:
!
! *__Dans le vide__ (et uniquement dans le vide)* :
! Le champ magnétique est aussi bien décrit par le champ d'induction
! $`\overrightarrow{B}`$ qui intervient dans la force de Lorentz qui induit les effets,
! que par le champ d'excitation magnétique $`\overrightarrow{H}`$.
! Ces deux champs sont proportionnels, le rapport de proportionnalité étant la constante magnétique $`\mu_0`$ :
! *La expresión del vector de Poynting* en función del campo eléctrico y del campo magnético de la onda,
! así como *su significado*, son *más fáciles de recordar* si se elige expresarlo
! *en función del campo de excitación magnética $`\overrightarrow{H}`$*.
!
! *__En el vacío__ (y únicamente en el vacío)*:
! El campo magnético está tan bien descrito por el campo de inducción
! $`\overrightarrow{B}`$ que interviene en la fuerza de Lorentz que induce los efectos,
! como por el campo de excitación magnética $`\overrightarrow{H}`$.
! Estos dos campos son proporcionales, siendo la constante de proporcionalidad $`\mu_0`$:
! <br>
! $`\overrightarrow{B}=\mu_0\,\overrightarrow{H}\quad\text{(dans le vide)}`$
! $`\overrightarrow{B}=\mu_0\,\overrightarrow{H}\quad\text{(en el vacío)}`$
!
! L'expression dans le vide du vecteur de Poynting est alors :
! La expresión en el vacío del vector de Poynting es entonces:
! <br>
! $`\overrightarrow{\Pi}=\overrightarrow{E}\land\overrightarrow{H}`$
!
! En se souvenant
! * de l'électrostatique que l'unité SI de $`\overrightarrow{E}`$ est le $`V\,m^{-1}`$,
! * de la magnétostatique que l'unité SI de $`\overrightarrow{H}`$ est le $`A\,m^{-1}`$,
! * de l'étude des circuits que $`\mathcal{P}\,(W) = U\,(V)\times I\,(A)`$,
! Recordando
! * de la electrostática que la unidad SI de $`\overrightarrow{E}`$ es el $`V\,m^{-1}$,
! * de la magnetostática que la unidad SI de $`\overrightarrow{H}`$ es el $`A\,m^{-1}$,
! * del estudio de los circuitos que $`\mathcal{P}\,(W) = U\,(V)\times I\,(A)`$,
!
! alors l'*unité SI du vecteur de Poynting* apparaît facilement comme le *$`V\,A\,m^{-2}= W\,m^{-2}`$*
!
! Dans le système international de mesure, le Vecteur de Poynting s'exprime en *Watt par mètre carré*.
! entonces la *unidad SI del vector de Poynting* aparece fácilmente como *$`V\,A\,m^{-2}= W\,m^{-2}`$*
!
! La *grandeur physique du vecteur de Poynting* est une *puissance par unité de surface*.
! En el sistema internacional de medidas, el vector de Poynting se expresa en *vatios por metro cuadrado*.
!
! La *magnitud física del vector de Poynting* es una *potencia por unidad de superficie*.
<br>
......
Markdown is supported
0% or
You are about to add 0 people to the discussion. Proceed with caution.
Finish editing this message first!
Please register or to comment