Ondes électromagnétiques dans la matière

Contrairement aux ondes mécaniques, les ondes électromagnétiques peuvent se déplacer dans le vide ou dans n’importe quel support matériel.

Considérons l’onde électromagnétique traversant un milieu diélectrique. Dans un tel cas, les équations de Maxwell sont modifiées.

Dans la loi d'Ampère, ε₀ est remplacé par ε, la permittivité du diélectrique. De plus, la perméabilité au vide est remplacée par la perméabilité du milieu.

Rappelons les relations entre les champs électriques et magnétiques dérivées à l'aide de la loi de Faraday et de la loi d'Ampère. Comme la vitesse de l’onde dans un diélectrique n’est pas la même que dans le vide, la constante « c » est remplacée par une vitesse réduite « v ».

En comparant ces deux relations, on peut obtenir la vitesse d’une onde électromagnétique dans un diélectrique.

À l’exception des matériaux ferromagnétiques, la perméabilité relative de la plupart des diélectriques est généralement proche de l’unité, et la constante diélectrique est toujours supérieure à l’unité. Par conséquent, la vitesse de l’onde est toujours inférieure à la vitesse dans le vide.

Le rapport entre la vitesse d’une onde électromagnétique dans le vide et la vitesse dans un matériau est connu sous le nom d’indice de réfraction du matériau.