I : Les ondes radio

Une onde est un phénomène physique se propageant et qui se reproduit à l'identique un peu plus tard dans le temps et un peu plus loin dans l'espace. On distingue deux grands types d’ondes, les ondes mécaniques ( ondes sonores, vagues dans un liquide…) qui se propagent par vibration de la matière, ainsi que les ondes électromagnétiques qui se propagent quant à elles dans le vide grâce à des particules en mouvement chargées électriquement, des électrons. La lumière est une onde électromagnétique au même titre que les ondes radio, notre objet d’étude.

La meilleure image qui vient à l'esprit pour évoquer l'onde est celle des mouvements à la surface d'une étendue d'eau dans laquelle on a jeté un pavé.

On peut qualifier ces ondes d’éléctromagnétiques, tout simplement car elles résultent d’une perturbation des champs magnétique et électrique. Il y a entre ces deux champs une certaine relation de cause à effet car par exemple, s’il y a une variation d’un champ électrique, il y aura une variation d’un champ magnétique qui va elle-même entraîner une variation d’une champ électrique et ainsi de suite. C’est ce que l’on appelle le rayonnement électromagnétique. Et toute ces variations se propagent à la vitesse de la lumière, et ce quel que soit le type d’onde électromagnétique ( lumière, rayons X, gamma…). C’est la vitesse de ces variations qui va différencier les ondes, ce que l’on appelle leur fréquence, qui est le nombre d'oscillations du champ électromagnétique par seconde. Cette notion est exprimée en Hertz. Une deuxième grandeur physique caractérise l’onde. Il s’agit de sa « longueur ». C’est la plus courte distance séparant deux points de l’onde strictement identiques à un instant donné.

On établit entre ces deux valeurs la relation suivante :

C représente la vitesse de la lumière, la longueur d'onde en mètres et la fréquence en KHz

Ainsi pour l'exemple du Wifi on a:
V=300000km.s-1=3*10^6km.s-1
f=2.4GHz=2.4*10^6KHz
donc la longueur d'onde du wifi est de : 3*10^6 / 2.4*10^6 = 1.15m


Afin d’expliquer ceci plus simplement, il est préférable de reprendre l’exemple de l’eau et du pavé qui permet de mettre une image sur un phénomène invisible.

Donc, lorsque l’on jette un pavé dans une marre on remarque des ondulations à la surface qui s’élargissent de plus en plus au fur et à mesure que l’on s’éloigne d'un point d’impact. Le niveau de l'eau en un point donné monte et descend un certain nombre f de fois par seconde. Ce nombre f correspond à la fréquence de la vibration(en Hz).
Le niveau de l'eau varie à une certaine vitesse en fonction de la distance avec l'endroit où le pavé a été jeté. Cette vitesse de propagation V s'exprime en mètre/seconde. La distance parcourue en une seconde dépend de la vitesse de propagation et la longueur de l'onde (distance entre deux creux ou deux sommets se suivant) dépend en plus de la fréquence de la vibration.

De tpe diapo

Il existe donc plusieurs types d'ondes, qui sont caractérisées par leur fréquence et leur longueur d'onde. Les ondes que l'on retrouve par exemple dans le Wifi sont dites UHF ( Ultra Haute Fréquence) , leur fréquence oscille aux alentours de 2,47 GHz et leur longueur d'onde varie de 10cm a 1m. Il existe beaucoup d'autre types d'ondes radio à des échelles plus ou moins grandes : leur longueur d'onde peut aller de 100000km à seulement 100µm.

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