[Transferts d'énergie et de moment angulaire d'une onde électromagnétique à un anneau de cuivre dans la bande UHF]
Certaines ondes électromagnétiques peuvent transporter du moment angulaire orbital. Celui-ci peut être transféré à un objet macroscopique et ainsi le mettre en mouvement grâce à un couple constant. À la suite d'observations expérimentales, nous étudions l'origine du transfert de moment cinétique et d'énergie. En considérant les lois de conservation, nous montrons qu'il a pour origine le changement de signe du moment angulaire à la réflexion et entraîne un décalage Doppler rotationnel de la fréquence de l'onde électromagnétique.
Electromagnetic waves could carry orbital angular momentum. Such momentum can be transferred to macroscopic objects and can make them rotate under a constant torque. Based on experimental observations, we investigate the origin of orbital angular momentum and energy transfer. Due to angular momentum and energy conservation, we show that angular momentum transfer is due to the change in the sign of angular momentum upon reflection. This leads to a rotational Doppler shift of the electromagnetic wave frequency, ensuring energy conservation.
Mot clés : Moment angulaire orbital, Ondes spirales, Transfert de moment angulaire et d'énergie, Rotation d'un anneau
Olivier Émile 1 ; Christian Brousseau 2 ; Janine Émile 3 ; Kouroch Mahdjoubi 2
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Olivier Émile; Christian Brousseau; Janine Émile; Kouroch Mahdjoubi. Energy and angular momentum transfers from an electromagnetic wave to a copper ring in the UHF band. Comptes Rendus. Physique, Volume 18 (2017) no. 2, pp. 137-143. doi : 10.1016/j.crhy.2016.12.003. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2016.12.003/
[1] Phys. Rev., 48 (1935), p. 471
[2] Phys. Rev., 50 (1936), p. 115
[3] Appl. Phys. Lett., 86 (2005)
[4] Nature, 164 (1949), p. 882
[5] Am. J. Phys., 34 (1966), p. 1185
[6] Nature, 394 (1998), p. 348
[7] Phys. Rev. B, 82 (2010)
[8] Nat. Phys., 7 (2011), p. 259
[9] Phys. Rev. A, 45 (1992), p. 8185
[10] Optical Angular Momentum, IOP, Bristol, UK, 2003
[11] Nat. Phys., 3 (2007), p. 305
[12] Nat. Photonics, 5 (2011), p. 343
[13] Phys. Rev. Lett., 75 (1995), p. 826
[14] Laser Photonics Rev., 2 (2008), p. 299
[15] Phys. Rev. Lett., 108 (2012)
[16] Phys. Rev. Lett., 112 (2014)
[17] Phys. Rev. A, 84 (2011)
[18] Phys. Rev. Lett., 81 (1998), p. 4828
[19] Science, 341 (2013), p. 537
[20] Proc. R. Soc. Lond. Ser. A, 82 (1909), p. 560
[21] Classical Electrodynamics, Wiley, New York, 1975
[22] JETP Lett., 52 (1990), p. 429
[23] Opt. Commun., 112 (1994), p. 321
[24] Opt. Lett., 17 (1992), p. 221
[25] Phys. Rev. Lett., 99 (2007)
[26] Opt. Commun., 127 (1996), p. 183
[27] IEEE Wirel. Commun. Lett., 2 (2013), p. 223
[28] IEEE Trans. Antennas Propag., 58 (2010), p. 565
[29] Electron. Lett., 51 (2015), p. 442
[30] Appl. Phys. Lett., 99 (2011), p. 204102
[31] New J. Phys., 14 (2012)
[32] A. Al-Bassam, M.A. Salem, C. Caloz, in: Proc. 2014 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and USNC–URSI Radio Science Meeting, Memphis Cook Convention Center in Memphis, TN, USA, 6–11 July 2014, p. 1792.
[33] IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., 13 (2014), p. 1011
[34] J. Mod. Opt., 39 (1992), p. 985
[35] Phys. Rev. Lett., 105 (2010)
[36] Appl. Phys. B, 117 (2014), p. 487
[37] Adv. Opt. Photonics, 3 (2011), p. 161
[38] Eur. Phys. J. D, 57 (2010), p. 87
[39] Nat. Commun., 5 (2014), p. 4876
[40] Nat. Photonics, 6 (2012), p. 488
[41] New J. Phys., 16 (2014)
[42] Nat. Commun., 5 (2014), p. 4856
[43] Radio Sci., 50 (2015), p. 1165
[44] Appl. Phys. Lett., 78 (2001), p. 249
[45] Nat. Commun., 6 (2015), p. 7855
[46] Phys. Rev. A, 89 (2014)
[47] Opt. Lett., 41 (2016), p. 211
[48] J. Phys. IV, 119 (2004), p. 169
[49] Phys. Rev. Lett., 87 (2001)
[50] Science, 292 (2001), p. 912
[51] Opt. Lett., 22 (1997), p. 52
[52] Phys. Rev. Lett., 88 (2002)
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