Histoire

L’étude des ondes électromagnétiques commence au début du  XIXème siècle. En effet, en 1803, Johann Ritter philosophe et physicien allemand  fait la supposition que la Terre doit avoir « des pôles électriques comme elle a des pôles magnétiques ». En 1820, Hans Christian Oersted découvre la relation entre électricité et magnétisme qui sera ensuite étudiée et expliquée par Ampère, Michael Faraday et Félix Savart. James Clerk Maxwell réussit à trouver des équations à partir de travaux anciens et réutilise les recherches de André-Marie Ampère qui deviendront des lois fondamentales connues sous le nom « équations de Maxwell ».

Ces lois permettent de lier l’électricité, le magnétisme et l’induction. Ces équations montrent l’existence des ondes, dont il mesure expérimentalement la vitesse et trouve une vitesse approchant les 310 740 000 m/s ce qui est très proche des résultats actuels.

Il émet donc l’hypothèse, dans son article intitulé « A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field » que la lumière pourrait être une onde électromagnétique : « L’accord des résultats semble montrer que la lumière et le magnétisme sont deux phénomènes de même nature et que la lumière est une perturbation électromagnétique se propageant dans l’espace suivant les lois de l’électromagnétisme. »

En 1887 Heinrich Hertz, ingénieur est physicien allemand, vérifie la théorie de Maxwell. Il réussit par ailleurs à distinguer des ondes électromagnétiques invisibles qui ont les mêmes propriétés que la lumière. Elles peuvent elles aussi se diffracter, lors d’une rencontre avec un obstacle, se réfracter et  se réfléchir lors d’un changement de milieu. Ses travaux mèneront à  la télégraphie et à la radiophonie. Beaucoup de physiciens réutilisent ces recherches pour étudier les ondes. A la fin du XIX siècle, les ondes radio furent découvertes avec les travaux de Heinrich Hertz, Alexandre Popov, Édouard Branly et de Nikola Tesla. Les rayons X, de très faibles longueurs d’ondes, furent découverts en 1895 par Wilhelm Röntgen.

Grâce aux travaux de Gustav Kirchhoff, Max Planck explique le phénomène du rayonnement du corps noir, en introduisant une constante et des discontinuités. Tous ces  travaux sur l’effet photo-électrique, mettront en évidence l’existence d’un quanta énergétique qui mènera au modèle du photon. Ces recherches deviendront les fondements de la physique quantique et de nombreux physiciens continueront l’étude des ondes électromagnétiques.