L'hypothèse de Maxwell et l'onde électromagnétique


Il importe de souligner que il y a un peu plus d'un siècle, on n'était pas capable d'établir une communication sans fil!

En 1864, James Clerk Maxwell publie la brillante hypothèse qu'un champ électrique variable induit un champ magnétique. Cette hypothèse repose sur les relations entre les lois fondamentales de l'électromagnétisme découvertes des décennies auparavant:

  1. La loi de Coulomb donnant la force entre deux charges ou, ce qui est équivalent, le champ électrique dû à une charge ponctuelle.
  2. La loi de Biot-Savart donnant le champ magnétique dû à un courant.
  3. La loi de Faraday qui exprime qu'un champ magnétique variable induit un champ électrique.
  4. La conservation de la charge électrique.

Maxwell a réussi à montrer que ces lois ne sont pas cohérentes quand le champ varie au cours du temps. Toutefois, l'incohérence est levée si on suppose qu'un champ électrique induit un champ magnétique.

Cette hypothèse est basée sur un raisonnement exclusivement théorique mais malgré cela, elle a immédiatement conduit Maxwell à prédire que les ondes électromagnétiques (OEM) peuvent être induites par des charges ou des courants oscillants. Il est amené alors à l'étape cruciale suivante:

Le champ électrique variable induit un champ magnétique.

Ce champ magnétique, à son tour, induit un champ électrique et ainsi de suite. Cette théorie a été la même révolution pour l'électromagnétisme que les lois de Newton pour la mécanique.

Maxwell a aussi démontré qu'une telle perturbation se propagerait dans l'espace à une vitesse égale à: donc , où μ et ε sont les constantes fondamentales de perméabilité et de permittivité du vide, ce qui correspond, à la précision de l'époque près, à la vitesse de la lumière.

Il faudra attendre près d'un quart de siècle pour que l'existence des OEM soit démontrée par Heinrich Herz, dont on utilise le nom comme unité pour exprimer des fréquences (Hz).

L'histoire des ondes courtes et du radioamateurisme sont étroitement liées ; ce sont en fait les premiers radioamateurs qui ont tenté de communiquer sur des appareils bricolés, et c'est au plus célèbre d'entre-eux, M. Guglielmo Marconi que l'on doit la première liaison sans fil en 1895. En 1901, il a réussi à transmettre des signaux au-dessus le l'Atlantique. >> Voir les liens "Marconi"

Marconi

QSL de Marconi !!! Clique pour voir la taille originale

Au cours de l'histoire, il y a toujours eu des personnes curieuses ayant envie d'expérimenter toutes sortes d'appareils, de modes et d'antennes, ce sont eux les radioamateurs. Motivés généralement par l'aspect technique, ils font des expériences humaines avec les contacts qu'il s font après avoir obtenu leur licence, aspect auquel on ne s'attend pas ou du moins on ne l'imagine pas comme ça. En cas de catastrophes naturelles ou autres situations d'urgence, les radioamateurs mettent leurs appareils et leur savoir-faire à la disposition des autorités, largement tributaires de leurs compétences. De plus, sans forcément le savoir, les RA sont engagés pour une cause très noble, le rapprochement des cultures.

Quelques liens au sujet de Marconi:

< http://www.marconi.org >

< http://www.fondation-marconi.ch >

< http://nobelprize.org/physics/laureates/1909/ >

Merci à Giovanni HB9HFL pour les liens.

 
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