Les ondes radioélectriques
Les ondes hertziennes est utilisées non seulement pour la radio proprement dite mais aussi pour la télévision, le téléphone portable. Les ondes hertziennes ou onde radioélectrique utilise une fréquence inférieure à 3 000 GHz, soit une longueur d'onde supérieure à 0,1 mm. Le GSM utilise la fréquence 900 MHz et l'UMTS utilise une fréquence de 1 900 MHz. Ces fréquence utilise donc la bande des Ultra hautes fréquences (UHF). En effet, UHF est baser sur la bande du spectre radioélectrique comprise entre 300 MHz et 3 000 MHz, soit les longueurs d'onde de 10 cm à 1 m. Les onde radioélectrique est donc fait parti du spectre électromagnétique, qui vas des Ondes TLF (Tremendously Low Frequency) dont la fréquence vas de 0 Hz à 3 Hz aux Rayons gamma durs (au-delà de 300 EHz). Entre les deux, on retrouve le Spectre lumineux. Si nous utilisons les onde radioélectrique c'est grâce au recherche de plusieurs physiciens. En 1864 James Clerk Maxwell découverte parvient à unifier les relations entre champs magnétique et électrique. En 1888, le physicien allemand Heinrich Rudolf Hertz ensuite mis en évidence l’existence des ondes électromagnétiques. Grace à cette découverte, le physicien, inventeur et homme d'affaires italien Guglielmo Marconi décide d’approfondir cette application et réalise en mai 1897 la première communication en morse. L'onde électromagnétique la plus connue est la lumière car c'est la seule que l'on puisse voir. Le spectre électromagnétique s'étend sur une très large gamme de fréquences et donc de longueurs d'onde. La Lumière visible à une fréquence de 385 THz à 750 THz soit une longeur d'onde de 780 à 400 nm. La plus basse valeur corespond aux Infrarouge et la plus haute au ultraviolet. Les ondes électromagnétiques sont suffisante pour casser les liaisons chimiques et ioniser les molécules. Ces ondes électromagnétiques sont appelées " rayonnements ionisants ". Il s'agit des rayons cosmiques, des rayons gamma et des rayons X. Rayons UV, Rayons X et les rayons gamma. Sous le spectre électromagnétique de la lumiere ce trouve les spectre des onde radios. Une onde radio à une fréquence comprise entre 9 kHz et 3 000 GHz qui correspond à des longueurs d'onde de 33 km à 0,1 mm1. L'Union internationale des télécommunications (UIT) à classifiser les fréquance de ce spetre en la bande de radiofréquences. Fréquences extrêmement hautes (EHF), Fréquences superhautes (SHF) , Fréquences ultrahautes (UHF),Très hautes fréquences (VHF), Hautes fréquences (HF), Fréquences moyennes (MF), Basses fréquences (LF), Très basses fréquences (VLF). Sous ce spectre on trouve les Fréquences audio (VF) qui correspond au transmission de données vocales, et les Extrêmement basses fréquences (EBF-ELF) qui corespond aux champs électromagnétique dégager par le transport et distribution de l'électricité soit 50 Hz. le champ magnétique terrestre est quand à lui statique il a pas de fréquance.
| Onde électromagnétique | Fréquence |
Longeur d'onde |
Application |
| Rayons X | >3000 THz |
<100 nm |
Imagerie médicale Radiographie |
| Rayons UV | 750 à 3000 THz |
400 nm à 100 nm |
Banc solaire |
| Lumière visible | 385 THz à 750 THz |
780 à 400 nm |
Vision humaine, photosynthèse |
| Infrarouges | 0,3 THz à 385 THz |
1 mm à 780 nm |
Chauffage |
| Fréquences extrêmement hautes (EHF) | 30 GHz à 300 GHz |
0.01 m à 1 mm |
Radars, communication par satellite |
| Fréquences superhautes (SHF) | 3 à 30 GHz |
0.1 m à 0.01 m |
Radars, alarmes anti-intrusion |
| Fréquences ultrahautes (UHF) | 0.3 à 3 GHz |
1 à 0.1 m |
Télévision, radars, téléphones mobiles, fours à micro-ondes, hyperthermie médicale |
| Très hautes fréquences (VHF) | 30 à 300 MHz |
10 à 1 m |
Télévision, radio FM |
| Hautes fréquences (HF) | 3 à 30 MHz |
100 à 10 m |
Soudage, collage |
| Fréquences moyennes (MF) | 0.3 à 3 MHz |
1 km à 100 m |
Radiodiffusion MO-PO, diathermie médicale |
| Basses fréquences (LF) | 30 à 300 KHz |
10 à 1 km |
Radiodiffusion GO, fours à induction |
| Très basses fréquences (VLF) | 3 à 30 kHz |
100 Km à 10 km |
Radio-communications |
| Fréquences audio (VF) | 0.3 à 3 kHz |
1000 Km à 100 km |
Transmission de données vocales, métallurgie, chauffage par induction |
| Extrêmement basses fréquences (EBF-ELF) | 3 Hz à 300 Hz |
100 000 à 1000 km |
Transport et distribution de l'électricité, électroménager |
50 Hz |
6000 Km |
||
| Champ magnétique terrestre | 0 Hz (continu) |
infinie |
Boussole |
Le rayonnement électromagnétique est l'association d'une fréquence et d'énergie des comme le photon. La fréquence est donc un phénomène périodique se reproduit par unité de temps, le Hertz. La mise en évidence du photon a été développé par Albert Einstein entre 1905 et 1917. D'abord appeler quanta de lumière par Albert Einstein, le nom de « photon » a été choisi en 1926 par le chimiste Gilbert N. Lewis. Albert Einstein à donc démontré que le photon est une particule subatomique, c'est à dire qu'il est un composant de la matière de taille inférieure à un atome. . En 1900, l'Allemand Max Planck publi un mémorial ou selon laquelle les échanges d'énergie entre la lumière et la matière ne peuvent se faire que par paquets discontinus, que l'on appellera les quanta. La constante de Planck voie le jour. La constante de Planck défini le quanta, c'est à dire la plus petite mesure indivisible, que ce soit celle de l'énergie, de la quantité de mouvement ou de la masse. Cette notion est centrale en théorie des quanta, laquelle donnera naissance à la mécanique quantique. La formule élaborée par Max Planck est la suivante: E = h . f.
- E = énergie de la fréquence;
- h = constante de Planck;
- f = fréquence de l'onde.
la constante de Planck fixe la plus petite mesure de temps à 10-43 seconde et celle de laLa Longueur de Planck = 10-33 centimètre.
La longueur d’onde associée, les quatre grandeurs ν (fréquence), T (période), E (énergie) et λ (longueur d’onde) étant liées deux à deux par :
- la constante de Planck (approx. 6,626069×10-34 J⋅s ≈ 4,13567 feV/Hz)
- et la vitesse de la lumière (exactement 299 792 458 m/s),