Numéro
J. Phys. Radium
Volume 6, Numéro 11, novembre 1925
Page(s) 337 - 353
DOI https://doi.org/10.1051/jphysrad:01925006011033700
J. Phys. Radium 6, 337-353 (1925)
DOI: 10.1051/jphysrad:01925006011033700

Les tensions de radiation ; leur interprétation en mécanique classique et en relativité

Léon Brillouin


Résumé
Les efforts exercés par une onde sur une paroi (absorbante ou réfléchissante) sont ordinairement appelés pressions de radiation. Le terme de tensions convient mieux, car l'effort dépend de l'orientation de la paroi et n'est pas normal à celle-ci. Ces tensions ont été calculées par de nombreux auteurs, et généralement au moyen de raisonnements indirects. On avait cru possible de les interpréter en admettant que l'onde transporte une certaine quantité de mouvement; si E est la densité d'énergie, la densité de quantité de mouvement serait E/V,V étant la vitesse de propagation. Les calculs directs, repris dans cette étude, ne confirment pas cette manière de voir ; on obtient les efforts exercés par les ondes en prenant les valeurs moyennes de la densité tensorielle des efforts et flux de quantité de mouvement. Le calcul est indiqué en détail pour une onde de compression dans un fluide, et redonne exactement les formules trouvées par d'autres méthodes: la densité de quantité de mouvement est nulle dans ce cas. Pour une onde electromagnétique , les efforts sont les tensions de Maxwell, augmentées des termes d'électro- et de magnéto-striction ; leur valeur moyenne donne encore les tensions de radiation; la densité de quantité de mouvement est nulle, si l'on prend la théorie classique ; en relativité, sa valeur est EV/c². Si l'on revient aux ondes élastiques dans un fluide, en les étudiant au point de vue de la mécanique relativiste, on trouve une densité de quantité de mouvement EV/c² × (1 - (p/ρ) × (∂ρ/∂p)), p étant la pression, et ρ, la densité. De toutes façons, c'est la densité tensorielle des efforts qui permet d'interpréter les tensions de radiation ; la densité de quantité de mouvement n'a aucun rapport avec cette question; quelques remarques sur la théorie des quanta de lumière complètent l'article, ainsi que l'indication rapide des applications à la théorie des solides; les ondes élastiques dans un solide font l'objet d'une étude spéciale [Ann. de Phys., t. 4 (1925)], p. 528. L'article contient en outre (§ 8 et 9) l'expression détaillée de la densité tensorielle des efforts et flux de quantité de mouvement, pour un milieu continu quelconque étudié en mécanique relativiste.

PACS
4225B - Wave propagation, transmission and absorption.
4120J - Electromagnetic wave propagation; radiowave propagation.

Key words
dynamics and general mechanics -- rays and radiation -- relativity