Transcript Les ondes électromagnétiques dans l*habitat

Caractéristiques des ondes électromagnétiques
Les ondes utilisées dans l’habitat
Champ électrique d’une onde électromagnétique
Une onde est la propagation d’une
perturbation. Elle transporte de
l’énergie, mais pas de matière.
Quel type d’ondes
connaissez-vous?
Voir TD
1. Les ondes radio sont-elles des ondes
sonores?
• Une onde électromagnétique se déplace dans le
vide à :
- 300 000 000 m.s-1
- 300 000 m.s-1
- 340 m.s-1
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)
• 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
La période T est la durée au bout de
laquelle le phénomène se reproduit
identique à lui-même.
Son unité est la seconde.
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.
A l’aide d’une carte
d’acquisition reliée
à un ordinateur
nous obtenons le
signal ci-contre.
1. Déterminer la
période de ce
signal.
2. En déduire sa
fréquence.
3. Calculer la
longueur d’onde
de ce signal (on
prendra c = c0)
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.
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.
10 pm
Rayons γ
Rayons X
10 nm
UV
Infra-rouges
Micro-ondes
Visible
0,4 µm
0,8 µm
Voir TD
2. Pourquoi les appelle-t-on ondes
électromagnétiques?
• Représenter une onde électromagnétique :
Les ondes
électromagnétiques
correspondent à la
propagation d’un
champ électrique et
d’un champ
magnétique en phase.
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
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.
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 !)