Généralités des ondes - Pierre Dubochet

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Généralités des ondes

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Pierre Dubochet | 29 mai 2013


Généralités :

La fréquence d'un phénomène est le nombre de fois que le phénomène se répète en un temps donné. L'unité de fréquence est le Hertz, qui représente le nombre de « crêtes » de l'onde passant en un endroit donné en une seconde.

  • 1 kilohertz (kHz) pour 1000 cycles par seconde,

  • 1 mégahertz (MHz) pour un million de cycles par seconde

  • 1 gigahertz (GHz) pour un milliard de cycles par seconde.


Les ondes radio (comme les émettent les stations de radio) ont une fréquence minimale de 300'000 Hertz, alors que ce sont les ondes électromagnétiques avec la fréquence la plus petite ! Une radio FM donne son adresse en donnant sa fréquence, par exemple 101.1 MHz

La fréquence (donc l'espace entre les crêtes) est une information très importante pour une onde: plus la fréquence d'une onde est élevée, plus cette onde possède d'énergie. La sophistication a permis de développer des appareils exploitant des fréquences de plus en plus élevées. Les ondes électromagnétiques dont la fréquence dépasse 10 MHz sont accompagnées à la fois d'un champ électrique et d'un champ magnétique. L'ensemble de ces deux champs, nommé densité de puissance du champ électromagnétique, est mesuré avec une unité exprimée en Watts / m2.

Le spectre électromagnétique s'étend théoriquement de zéro à l'infini en fréquence (ou en longueur d'onde), de façon continue. Pour des raisons à la fois historiques et physiques, le spectre électromagnétique est divisé en segments de fréquences arbitraires, de longueurs d'onde ou d'énergie. Il s'étend des plus basses fréquences des ondes radio au rayonnement gamma. Le spectre de la lumière visible correspond à un domaine très étroit du spectre électromagnétique complet.

Les ondes radio sont celles qui sont comprises entre quelques centaines de kHz et environ 300 MHz. Au-delà, on commence à parler de micro-ondes, puisque ces ondes ont une longueur très courtes, entre 30 cm et 1 mm. Les micro-ondes vont jusqu'à environ 300 GHz. Au-dessus des micro-ondes se trouvent les infrarouges, puis la lumière visible.


Les bandes radios et les micro-ondes, et la presque totalité
du spectre électromagnétique, sont contrôlées par les législations et licences, ces dernières constituant un important facteur économique. Les bandes de fréquences sont vendues ou louées aux entreprises. À titre d'exemple, l'enchère 2008 à 2 GHz a généré 4,3 milliards de dollars pour le gouvernement du Canada. Cela est particulièrement vrai pour les parties du spectre utilisées dans les émissions de télévision et de radio, pour les communications vocales et le transport des données. Il reste quelques bandes étroites appelées ISM (industriel, scientifique, et médical), utilisables sans demande d’autorisation aux autorités, sauf radiocommunications.

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Plus la fréquence d'une onde est élevée, plus cette onde possède d'énergie.

 
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