Les ondes électromagnétiques dans l’habitat Caractéristiques des ondes électromagnétiques Les ondes utilisées dans l’habitat Champ électrique d’une onde électromagnétique

Qu’est-ce qu’une onde? Une onde est la propagation d’une perturbation. Elle transporte de l’énergie, mais pas de matière. Quel type d’ondes connaissez-vous?

TD: Un monde sans fil Voir TD 1. Les ondes radio sont-elles des ondes sonores?

Caractéristiques des ondes électromagnétiques Une onde électromagnétique se déplace dans le vide à : 300 000 000 m.s-1 300 000 m.s-1 340 m.s-1

Caractéristiques des ondes électromagnétiques Les ondes électromagnétiques peuvent se propager dans le vide et dans l’air avec une célérité c = 3.108 m.s-1 Dans d’autres milieux transparents pour elles, leur célérité est inférieure à la célérité dans le vide (ou l’air)

Caractéristiques des ondes électromagnétiques Quelles sont les grandeurs caractérisant une ondes électromagnétiques ? La fréquence notée f OU ν et la longueur d’onde notée λ Quelle relation lie ces différentes grandeurs? λ = c/ ν avec c, célérité de la lumière dans le vide

Caractéristiques des ondes électromagnétiques La période T est la durée au bout de laquelle le phénomène se reproduit identique à lui-même. Son unité est la seconde.

Caractéristiques des ondes électromagnétiques La fréquence f d’une onde est imposée par la source. Elle est donc indépendante du milieu de propagation : c’est le nombre d’oscillation par seconde du champ électromagnétique. Elle est reliée à la période par l’expression : T = 1/f Son unité est le Hertz, Hz.

Visualisation de la fréquence

Exercice A l’aide d’une carte d’acquisition reliée à un ordinateur nous obtenons le signal ci-contre. Déterminer la période de ce signal. En déduire sa fréquence. Calculer la longueur d’onde de ce signal (on prendra c = c0)

Caractéristiques des ondes électromagnétiques La longueur d’onde λ correspond à la distance parcourue par l’onde durant une période T. Sa valeur dépend du milieu de propagation. λ= c.T = c/f avec λ en m, c en m.s-1, T en s et f en Hz.

Visualisation de la longueur d’onde

Caractéristiques des ondes électromagnétiques EXERCICE

Energie transportée Une onde électromagnétique peut être considérée comme un flux de photons. Chacun transporte une énergie :   E=h.ν=h.c/λ où h est la constante de Planck, h=6,67x10-34 J.s-1 Plus la fréquence de l’onde est grande, plus l’énergie transportée par un photon est importante. Les ondes hertziennes, de fréquence peu élevée (grande longueur d’onde) transportent donc des photons peu énergétiques.

Spectre des ondes électromagnétiques 10 pm 10 nm 0,8 µm Micro-ondes Infra-rouges UV Rayons X Rayons γ Visible

TD : un monde sans fil Voir TD 2. Pourquoi les appelle-t-on ondes électromagnétiques?

Structure des ondes électromagnétiques Représenter une onde électromagnétique :

Structure des ondes électromagnétiques Les ondes électromagnétiques correspondent à la propagation d’un champ électrique et d’un champ magnétique en phase.

Caractéristiques des ondes électromagnétiques Les variations des deux vecteurs champ électrique et champ magnétique s’effectuent dans un plan perpendiculaire à la direction de propagation. => Ce sont des ondes transversales. Le rapport entre l’intensité E du champ électrique et l’intensité B du champ magnétique est égal à la célérité de l’onde dans le milieu : E/B = c

Champ électrique d’une onde électromagnétique La mesure en un point de l’intensité du champ électrique (V.m-1) à l’aide d’un champmètre, caractérise le niveau de l’onde. L’intensité du champ électrique augmente avec la puissance d’émission P0 (W) et diminue avec la distance d.

Champ électrique d’une onde électromagnétique La puissance d’une onde est donc proportionnelle au carré du champ électrique. Lorsqu’on s’éloigne de la source de puissance, E diminue inversement proportionnellement au carré de la distance entre la source et le point de réception (répartition sur une sphère !)

Les ondes électromagnétiques utilisées dans l’habitat