B Relations entre les champs électrique et magnétique et le vecteur d’onde

D’après (A.3) et (A.4), on a repectivement

k .H  =   0 et                            (B.17)
 k.E  =   0,                              (B.18)

signifiant que les vecteurs H et E sont transversaux à k qui est la direction de propagation de l’onde (voir l’annexe E) ; les vecteurs champs électrique et magnétique appartiennent au plan orthogonal au vecteur k appelé plan de polarisation.

On va maintenant établir la relation entre E et H. On écrit le champ électrique d’après (A.8) comme

E(r,t) = E(r,t)e
(B.19)

E(r , t) est la norme du champ électrique et e est le vecteur unitaire qui porte le champ électrique. On sait désormais que e est dans le plan orthogonal à k; on va définir le trièdre orthogonal direct (e , e _L , p ), où e _L est dans le plan de polarisation et est orthogonal à e et où p = k/|k| est la direction de propagation de l’onde. Dans ce repère, on a

           ( E(r,t) )   (  E  )
E(r,t)  =       0      =   E e
               0           _E L 
                            p

et

           (     )
             He
E(r,t) =     H_ L   ,
             Hp

où l’on cherche à déterminer He, H _L et Hp, qui sont les composantes de H respectivement le long de E, orthogonalement à E dans le plan de polarisation et le long de k1 en fonction de Ee .

D’après (A.2), on a

           (                    )        (     )
             @Ep/@e_ L - @E_ L /@ep           He
 \~/  × E =      @Ee/@ep - @Ep/@e    = - m @@t  H _L    .
              @E _L /@e - @Ee/@e _L             Hp

En utilisant (B) et (A.12), on obtient

He  =   0                                  (B.20)
H _L  =   k/(mw)Ee                            (B.21)
Hp  =   0                                  (B.22)

d’où l’on déduit que E et H sont orthogonaux entre eux, la seulle composante non nulle de H étant le long de e
 _L . De plus, d’après (B.21) et (A.10), les normes des champs électrique |E| et magnétique |H| sont reliées par

|E|= j|H|,
(B.23)

j est l’impédance intrinsèque du milieu définie par

    V~ ----
j =  m/ec.
(B.24)