EDP Sciences 1776165926 20260414 fre

laboutique.edpsciences.fr-002918 03 01 01 002918 03 9782759837724 15 9782759837724 00 BA 02 160 mm 01 240 mm 10 01 02 IOGS - Institut d'Optique Graduate School Textbook Cette collection, réalisée en partenariat avec l'Institut d'Optique Graduate School (Paris Saclay), est destinée aux étudiants ingénieurs et aux chercheurs dans le domaine de l'optique. 01 01 Lumière et électromagnétisme Introduction à l’ingénierie électromagnétique des ondes lumineuses 1 A01 01 A2362 Benjamin Vest Vest, Benjamin Benjamin Vest Benjamin Vest est ingénieur diplômé (promotion 2012) de l’École supérieure d’optique (Supoptique) et maître de conférences à l’Institut d’optique Graduate School.  2 A01 01 A2363 François Marquier Marquier, François François Marquier François Marquier est ingénieur diplômé (promotion 2001) de l’École supérieure d’optique, et professeur des universités à l’École normale supérieure Paris-Saclay. 01 fre 00 260 03 01 24 Izibook:Subject Ondes / optique 24 Izibook:SubjectAndCategoryAndTags |Ondes / optique| 20 Lumière;électromagnétisme;ingénierie électromagnétique;ondes lumineuses;ondes électromagnétiques;optique;modélisation;propagation lumineuse;équations de Maxwell;interactions lumière-matière;indice;diffusion;réflexion;ingénierie de la lumière;structures optiques simples;couches minces;guides d’onde;cavités;photonique 10 2011 SCI053000 10 2011 SCI055000 29 CLIL3058 01 530 05 03 00 <blockquote>Destiné aux étudiants de niveau L3 à M1 et aux élèves en école d’ingénieurs, ce livre propose une introduction approfondie aux ondes électromagnétiques, et donc à la lumière. Issu du cours dispensé à l’École supérieure d’optique par François Marquier et Benjamin Vest, il vise à fournir à la fois une compréhension physique des phénomènes optiques et les outils pour les modéliser à travers l’électromagnétisme classique. Le livre s’organise en trois parties. La première expose les bases de la propagation lumineuse à partir des équations de Maxwell. La deuxième introduit la modélisation de la matière et des interactions lumière-matière telles que l’indice, la diffusion ou la réflexion. La troisième partie initie à l’ingénierie de la lumière à travers l’étude de structures optiques simples : couches minces, guides d’onde, cavités, etc. Accessible et structuré, ce manuel constitue une base solide pour aborder l’optique moderne, en lien avec ses applications en photonique, télécommunications ou imagerie.</blockquote> 02 00 Ce livre propose une introduction approfondie aux ondes électromagnétiques, et donc à la lumière. Il vise à fournir à la fois une compréhension physique des phénomènes optiques et les outils pour les modéliser à travers l’électromagnétisme classique. 04 00 Table des matièresAvant-propos vTable des matières viiiNature de la lumière et propagation dans le vide 11 Physique des ondes. Somme et interférences d’ondes en représentation complexe 31.1 Qu’est-ce qu’une onde ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2 Interférences et diffraction en optique physique . . . . . . . . . 91.3 La transformée de Fourier comme une superposition d’ondes planes . . . . . . . .. 192 La lumière est une onde électromagnétique 212.1 Des équations de Maxwell à l’équation d’onde . . . . . . . . . . 212.2 Équation de propagation des champs . . . . . . . . . . . . . . . 232.3 L’onde plane monochromatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.4 Flux d’énergie et intensité transportée par les ondes – vecteur de Poynting . . .. . . . 283 La lumière et le vecteur champ électrique. Interférences lumineuses 333.1 Vecteur champ électrique, notations complexes, décomposition 333.2 Notion d’état de polarisation d’une onde . . . . . . . . . . . . . 343.3 Interférences en lumière monochromatique polarisée . . . . . . 374 Le régime monochromatique et l’équation de Helmholtz. Modes du champ électromagnétique 414.1 De l’équation d’onde à l’équation de Helmholtz . . . . . . . . . 414.2 Approche modale de l’électromagnétisme . . . . . . . . . . . . 454.3 Une approche phénoménologique de l’indice optique et de la propagation dans des milieux transparents . . . . . . . . . . . . 505 Propagation et diffraction. Développement en ondes planes 535.1 Qu’est-ce qu’un problème de propagation ? . . . . . . . . . . . . 535.2 Développement en ondes planes . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545.3 Ondes planes et diffraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585.4 La diffraction comme un problème d’interférences entre ondes planes . . .. . 615.5 La diffraction est un problème vibratoire d’excitation de modes propres . . . . . . .. . . 626 Fréquences spatiales, ondes évanescentes et limite de diffraction. Introduction à l’optique de Fourier 656.1 Notion de fréquence spatiale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656.2 Ondes évanescentes et champ proche. Interprétation fréquentielle de la limite de diffraction. . . . . 706.3 Une brève introduction à l’optique de Fourier . . . . . . . . . . 77La lumière dans les milieux matériels 837 La lumière est une onde rayonnée par des charges oscillantes 857.1 Les ondes électromagnétiques sont générées par des charges qui accélèrent . . .. . . 857.2 Réécriture des équations de Maxwell à l’aide des potentiels . . 897.3 Expression des potentiels retardés : de la source ponctuelle à une distribution . . . . . .. . . 918 La lumière rayonnée en champ lointain : une onde plane et transverse 958.1 La rayonnement comme un problème d’interférences . . . . . . 958.2 Approximation de champ lointain . . . . . . . . . . . . . . . . . 989 Lorsque la matière interagit avec la lumière : le rayonnement dipolaire et la diffusion 1059.1 Un dipôle est une source ponctuelle de rayonnement . . . . . . 1059.2 La diffusion : un processus de re-rayonnement par de la matière éclairée . . .. . 1119.3 Diffusion par un électron libre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1149.4 Diffusion par un atome ou une molécule : l’électron élastiquement lié . . .. . . . 1159.5 De la diffusion par un dipôle unique à la réponse optique des matériaux . . .. . . 11910 La matière est une assemblée de dipôles rayonnants. Origine de l’indice optique 12110.1 La matière du point de vue microscopique: une assemblée de dipôles émettant dans le vide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12110.2 Calcul du champ diffusé par le matériau . . . . . . . . . . . . . 12510.3 La réduction de vélocité apparente due à l’indice est un effet interférentiel . .. . . . 12610.4 Le comportement fréquentiel de l’indice : la dispersion . . . . . 12811 Décrire les charges du point de vue macroscopique : les équations de Maxwell dans la matière 13311.1 Nécessité d’un modèle macroscopique de la matière rayonnante 13311.2 Passage aux distributions continues par moyennage spatial . . . 13411.3 Équation de Maxwell–Gauss - vision macroscopique des charges et dipôles . .. . . 13611.4 Équation de Maxwell–Ampère - vision macroscopique des courants. . . . 13911.5 Relations constitutives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14011.6 Les équations de Maxwell dans la matière pour la lumière . . . 14612 Propagation de la lumière dans les milieux matériels. La réponse optique des matériaux 14912.1 Équation de Helmholtz dans la matière : propagation en régime monochromatique . .. . 14912.2 Régimes de propagation dans les milieux matériels . . . . . . . 15212.3 Intensité et vecteur de Poynting dans les milieux matériels . . . 15712.4 Ondes dans des milieux matériels réels . . . . . . . . . . . . . . 160Introduction àl’ingénierie électromagnétique des ondes lumineuses 16713 De l’électromagnétisme à l’optique des rayons 16913.1 Limite des courtes longueurs d’onde . . . . . . . . . . . . . . . 16913.2 Rayons lumineux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17313.3 Lois de Snell–Descartes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17613.4 L’effet mirage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17614 Présence d’une interface : des relations de continuité aux lois de Snell–Descartes 17914.1 Les relations de continuité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17914.2 Approche électromagnétique des lois de Snell–Descartes . . . . 18315 Transmettre et réfléchir la lumière : les coefficients de Fresnel 18915.1 Coefficients de Fresnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18915.2 Réflectivité et transmissivité : facteurs de réflexion et de transmission en énergie . . .. . . 19315.3 Conséquences des équations de Fresnel pour les diélectriques . 19916 Systèmes multicouches et guides d’ondes 20316.1 Systèmes multicouches : modes propagatifs dans une structure stratifiée éclairée par une onde plane . . . . . . . . . . . . . . . 20316.2 Modes guidés et modes non radiatifs . . . . . . . . . . . . . . . 20817 Ondes lumineuses de surface 21917.1 Ondes de surface dans les équations de Maxwell . . . . . . . . . 21917.2 Ondes de surface aux interfaces diélectrique–métal : plasmons de surface . . . . .. . . . . 222Annexes 231A Quelques éléments de mathématiques indispensables 233A.1 Représentation complexe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233A.2 Opérateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234A.3 Règles de calcul pour les ondes planes . . . . . . . . . . . . . . 236B Lire et interpréter une relation de dispersion 237B.1 Relation de dispersion 𝜔(Re[𝑘]) dans les milieux homogènes . . 237B.2 Espace (𝜔, 𝑘) des modes du champ – Relations de dispersion dans les milieux structurés . . 241C Bibliographie et ressources 247 21 00 06 01 https://laboutique.edpsciences.fr/produit/1497/9782759837731/lumiere-et-electromagnetisme 01 00 03 02 https://laboutique.edpsciences.fr/system/product_pictures/data/009/983/399/original/9782759837724-LumiereElectromagnetisme_couv-sofedis.jpg 17 14 20250710T152339+0200 01 P15 EDP Sciences & Science Press 01 01 P15 EDP Sciences & Science Press 04 11 00 20250828 01 00 20250828 19 00 20250828 2026 06 3052868830012 01 WORLD 27 03 9782759837731 15 9782759837731 WORLD 08 EDP Sciences & Science Press 04 01 00 20250828 03 01 D1 EDP Sciences 21 04 05 01 02 1 00 28.00 01 5.50 1.46 EUR laboutique.edpsciences.fr-R002747 03 01 01 R002747 00 ED E107 00 01 01 Lumière et électromagnétisme Introduction à l’ingénierie électromagnétique des ondes lumineuses 01 fre 08 262 03 22 13816295 17 01 P15 EDP Sciences & Science Press 01 01 P15 EDP Sciences & Science Press 11 00 20250828 02 01 002919 03 9782759837731 15 9782759837731 03 01 D1 EDP Sciences 45 03 laboutique.edpsciences.fr-002919 03 01 01 002919 03 9782759837731 15 9782759837731 10 EA E107 10 00 01 R002747 ED E107 1 10 01 02 IOGS - Institut d'Optique Graduate School Textbook Cette collection, réalisée en partenariat avec l'Institut d'Optique Graduate School (Paris Saclay), est destinée aux étudiants ingénieurs et aux chercheurs dans le domaine de l'optique. 01 01 Lumière et électromagnétisme Introduction à l’ingénierie électromagnétique des ondes lumineuses 1 A01 01 A2362 Benjamin Vest Vest, Benjamin Benjamin Vest Benjamin Vest est ingénieur diplômé (promotion 2012) de l’École supérieure d’optique (Supoptique) et maître de conférences à l’Institut d’optique Graduate School.  2 A01 01 A2363 François Marquier Marquier, François François Marquier François Marquier est ingénieur diplômé (promotion 2001) de l’École supérieure d’optique, et professeur des universités à l’École normale supérieure Paris-Saclay. 01 fre 08 260 03 01 24 Izibook:Subject Ondes / optique 24 Izibook:SubjectAndCategoryAndTags |Ondes / optique| 20 Lumière;électromagnétisme;ingénierie électromagnétique;ondes lumineuses;ondes électromagnétiques;optique;modélisation;propagation lumineuse;équations de Maxwell;interactions lumière-matière;indice;diffusion;réflexion;ingénierie de la lumière;structures optiques simples;couches minces;guides d’onde;cavités;photonique 10 2011 SCI053000 10 2011 SCI055000 29 CLIL3058 01 530 05 03 00 <blockquote>Destiné aux étudiants de niveau L3 à M1 et aux élèves en école d’ingénieurs, ce livre propose une introduction approfondie aux ondes électromagnétiques, et donc à la lumière. Issu du cours dispensé à l’École supérieure d’optique par François Marquier et Benjamin Vest, il vise à fournir à la fois une compréhension physique des phénomènes optiques et les outils pour les modéliser à travers l’électromagnétisme classique. Le livre s’organise en trois parties. La première expose les bases de la propagation lumineuse à partir des équations de Maxwell. La deuxième introduit la modélisation de la matière et des interactions lumière-matière telles que l’indice, la diffusion ou la réflexion. La troisième partie initie à l’ingénierie de la lumière à travers l’étude de structures optiques simples : couches minces, guides d’onde, cavités, etc. Accessible et structuré, ce manuel constitue une base solide pour aborder l’optique moderne, en lien avec ses applications en photonique, télécommunications ou imagerie.</blockquote> 02 00 Ce livre propose une introduction approfondie aux ondes électromagnétiques, et donc à la lumière. Il vise à fournir à la fois une compréhension physique des phénomènes optiques et les outils pour les modéliser à travers l’électromagnétisme classique. 04 00 Table des matièresAvant-propos vTable des matières viiiNature de la lumière et propagation dans le vide 11 Physique des ondes. Somme et interférences d’ondes en représentation complexe 31.1 Qu’est-ce qu’une onde ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2 Interférences et diffraction en optique physique . . . . . . . . . 91.3 La transformée de Fourier comme une superposition d’ondes planes . . . . . . . .. 192 La lumière est une onde électromagnétique 212.1 Des équations de Maxwell à l’équation d’onde . . . . . . . . . . 212.2 Équation de propagation des champs . . . . . . . . . . . . . . . 232.3 L’onde plane monochromatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.4 Flux d’énergie et intensité transportée par les ondes – vecteur de Poynting . . .. . . . 283 La lumière et le vecteur champ électrique. Interférences lumineuses 333.1 Vecteur champ électrique, notations complexes, décomposition 333.2 Notion d’état de polarisation d’une onde . . . . . . . . . . . . . 343.3 Interférences en lumière monochromatique polarisée . . . . . . 374 Le régime monochromatique et l’équation de Helmholtz. Modes du champ électromagnétique 414.1 De l’équation d’onde à l’équation de Helmholtz . . . . . . . . . 414.2 Approche modale de l’électromagnétisme . . . . . . . . . . . . 454.3 Une approche phénoménologique de l’indice optique et de la propagation dans des milieux transparents . . . . . . . . . . . . 505 Propagation et diffraction. Développement en ondes planes 535.1 Qu’est-ce qu’un problème de propagation ? . . . . . . . . . . . . 535.2 Développement en ondes planes . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545.3 Ondes planes et diffraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585.4 La diffraction comme un problème d’interférences entre ondes planes . . .. . 615.5 La diffraction est un problème vibratoire d’excitation de modes propres . . . . . . .. . . 626 Fréquences spatiales, ondes évanescentes et limite de diffraction. Introduction à l’optique de Fourier 656.1 Notion de fréquence spatiale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656.2 Ondes évanescentes et champ proche. Interprétation fréquentielle de la limite de diffraction. . . . . 706.3 Une brève introduction à l’optique de Fourier . . . . . . . . . . 77La lumière dans les milieux matériels 837 La lumière est une onde rayonnée par des charges oscillantes 857.1 Les ondes électromagnétiques sont générées par des charges qui accélèrent . . .. . . 857.2 Réécriture des équations de Maxwell à l’aide des potentiels . . 897.3 Expression des potentiels retardés : de la source ponctuelle à une distribution . . . . . .. . . 918 La lumière rayonnée en champ lointain : une onde plane et transverse 958.1 La rayonnement comme un problème d’interférences . . . . . . 958.2 Approximation de champ lointain . . . . . . . . . . . . . . . . . 989 Lorsque la matière interagit avec la lumière : le rayonnement dipolaire et la diffusion 1059.1 Un dipôle est une source ponctuelle de rayonnement . . . . . . 1059.2 La diffusion : un processus de re-rayonnement par de la matière éclairée . . .. . 1119.3 Diffusion par un électron libre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1149.4 Diffusion par un atome ou une molécule : l’électron élastiquement lié . . .. . . . 1159.5 De la diffusion par un dipôle unique à la réponse optique des matériaux . . .. . . 11910 La matière est une assemblée de dipôles rayonnants. Origine de l’indice optique 12110.1 La matière du point de vue microscopique: une assemblée de dipôles émettant dans le vide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12110.2 Calcul du champ diffusé par le matériau . . . . . . . . . . . . . 12510.3 La réduction de vélocité apparente due à l’indice est un effet interférentiel . .. . . . 12610.4 Le comportement fréquentiel de l’indice : la dispersion . . . . . 12811 Décrire les charges du point de vue macroscopique : les équations de Maxwell dans la matière 13311.1 Nécessité d’un modèle macroscopique de la matière rayonnante 13311.2 Passage aux distributions continues par moyennage spatial . . . 13411.3 Équation de Maxwell–Gauss - vision macroscopique des charges et dipôles . .. . . 13611.4 Équation de Maxwell–Ampère - vision macroscopique des courants. . . . 13911.5 Relations constitutives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14011.6 Les équations de Maxwell dans la matière pour la lumière . . . 14612 Propagation de la lumière dans les milieux matériels. La réponse optique des matériaux 14912.1 Équation de Helmholtz dans la matière : propagation en régime monochromatique . .. . 14912.2 Régimes de propagation dans les milieux matériels . . . . . . . 15212.3 Intensité et vecteur de Poynting dans les milieux matériels . . . 15712.4 Ondes dans des milieux matériels réels . . . . . . . . . . . . . . 160Introduction àl’ingénierie électromagnétique des ondes lumineuses 16713 De l’électromagnétisme à l’optique des rayons 16913.1 Limite des courtes longueurs d’onde . . . . . . . . . . . . . . . 16913.2 Rayons lumineux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17313.3 Lois de Snell–Descartes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17613.4 L’effet mirage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17614 Présence d’une interface : des relations de continuité aux lois de Snell–Descartes 17914.1 Les relations de continuité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17914.2 Approche électromagnétique des lois de Snell–Descartes . . . . 18315 Transmettre et réfléchir la lumière : les coefficients de Fresnel 18915.1 Coefficients de Fresnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18915.2 Réflectivité et transmissivité : facteurs de réflexion et de transmission en énergie . . .. . . 19315.3 Conséquences des équations de Fresnel pour les diélectriques . 19916 Systèmes multicouches et guides d’ondes 20316.1 Systèmes multicouches : modes propagatifs dans une structure stratifiée éclairée par une onde plane . . . . . . . . . . . . . . . 20316.2 Modes guidés et modes non radiatifs . . . . . . . . . . . . . . . 20817 Ondes lumineuses de surface 21917.1 Ondes de surface dans les équations de Maxwell . . . . . . . . . 21917.2 Ondes de surface aux interfaces diélectrique–métal : plasmons de surface . . . . .. . . . . 222Annexes 231A Quelques éléments de mathématiques indispensables 233A.1 Représentation complexe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233A.2 Opérateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234A.3 Règles de calcul pour les ondes planes . . . . . . . . . . . . . . 236B Lire et interpréter une relation de dispersion 237B.1 Relation de dispersion 𝜔(Re[𝑘]) dans les milieux homogènes . . 237B.2 Espace (𝜔, 𝑘) des modes du champ – Relations de dispersion dans les milieux structurés . . 241C Bibliographie et ressources 247 21 00 06 01 https://laboutique.edpsciences.fr/produit/1497/9782759837731/lumiere-et-electromagnetisme 01 00 03 02 https://laboutique.edpsciences.fr/system/product_pictures/data/009/983/399/original/9782759837724-LumiereElectromagnetisme_couv-sofedis.jpg 17 14 20250710T152339+0200 01 P15 EDP Sciences & Science Press 01 01 P15 EDP Sciences & Science Press 04 11 00 20250828 01 00 20250828 19 00 20250828 2026 06 3052868830012 01 WORLD 13 03 9782759837724 15 9782759837724 WORLD 08 EDP Sciences & Science Press 04 01 00 20250828 03 01 D1 EDP Sciences 20 04 05 01 02 1 00 18.99 01 5.50 0.99 EUR 04 06 01 02 1 00 67.99 01 5.50 0.99 EUR 01 04 06 01 02 1 00 74.99 01 5.50 3.91 USD 01