Radio FM : Communications utilisant les ondes radio dans la bande 88-108 MHz
- Appliquer la relation c = λf
- Isoler la fréquence f
- Substituer les valeurs numériques
λ = 3 m, c = 3.00×10⁸ m/s
\(c = \lambda f \Rightarrow f = \frac{c}{\lambda}\)
\(f = \frac{3.00 \times 10^8}{3} = 1.00 \times 10^8\) Hz
\(f = 100\) MHz
La fréquence de la station radio FM est de 100 MHz
• Bandes FM : 88-108 MHz
• Modulation : Fréquence modulée
• Propagation : Bonne qualité, portée limitée
WiFi : Communication sans fil utilisant les micro-ondes à 2.4 GHz ou 5 GHz
f = 2.4 GHz = 2.4×10⁹ Hz, c = 3.00×10⁸ m/s
\(c = \lambda f \Rightarrow \lambda = \frac{c}{f}\)
\(\lambda = \frac{3.00 \times 10^8}{2.4 \times 10^9} = 0.125\) m
\(\lambda = 12.5\) cm
La longueur d'onde du signal WiFi est de 12.5 cm
• Bandes WiFi : 2.4 GHz et 5 GHz
• Micro-ondes : 300 MHz - 300 GHz
• Antennes : Dimensions adaptées à λ
Rayons X : Ondes électromagnétiques de très haute énergie (0.01-10 nm)
λ = 0.1 nm = 0.1×10⁻⁹ m, c = 3.00×10⁸ m/s
\(c = \lambda f \Rightarrow f = \frac{c}{\lambda}\)
\(f = \frac{3.00 \times 10^8}{0.1 \times 10^{-9}} = \frac{3.00 \times 10^8}{10^{-10}} = 3.00 \times 10^{18}\) Hz
\(E = hf = 6.63 \times 10^{-34} \times 3.00 \times 10^{18} = 1.99 \times 10^{-15}\) J
Les rayons X ont une fréquence de 3.0×10¹⁸ Hz et une énergie très élevée
• Rayons X : 0.01-10 nm
• Haute énergie : Pénétration dans la matière
• Applications : Radiologie, cristallographie
IRM : Imagerie par résonance magnétique utilisant les ondes radio et un champ magnétique
Pour un aimant de 1.5 T, f ≈ 64 MHz pour les protons (¹H)
\(c = \lambda f \Rightarrow \lambda = \frac{c}{f}\)
\(\lambda = \frac{3.00 \times 10^8}{64 \times 10^6} = \frac{3.00 \times 10^8}{6.4 \times 10^7} = 4.69\) m
Les ondes radio excitent les protons d'hydrogène dans les tissus
L'IRM utilise des ondes radio de 64 MHz (λ = 4.7 m) pour exciter les protons d'hydrogène
• IRM : Utilise des ondes radio dans le MHz
• Protons d'hydrogène : Présents dans les molécules d'eau
• Contraste : Différent selon les tissus
Télécom satellite : Communication utilisant des ondes micro-ondes vers et depuis les satellites
f = 12 GHz = 12×10⁹ Hz (bande Ku pour télécoms)
\(c = \lambda f \Rightarrow \lambda = \frac{c}{f}\)
\(\lambda = \frac{3.00 \times 10^8}{12 \times 10^9} = \frac{3.00 \times 10^8}{1.2 \times 10^{10}} = 2.5 \times 10^{-2}\) m
\(\lambda = 2.5\) cm
Les communications par satellite utilisent des micro-ondes de 2.5 cm de longueur d'onde
• Bande Ku : 12-18 GHz pour les télécoms
• Propagation : Bonne traversée de l'atmosphère
• Antennes : Petites dimensions possibles
- Télécommunications : Radio, TV, WiFi, Bluetooth, satellites
- Imagerie médicale : Rayons X, IRM, échographies, thermographie
- Astronomie : Radioastronomie, télescopes infrarouges, UV
- Sécurité : Radar, détection, imagerie thermique
- Industrie : Cuisson micro-ondes, soudure, stérilisation
- Les ondes électromagnétiques se propagent dans le vide à la vitesse c = 3.00×10⁸ m/s
- La fréquence détermine les propriétés d'interaction avec la matière
- Les ondes radio sont excellentes pour la transmission à longue distance
- Les rayons X et gamma sont ionisants et peuvent être dangereux
- Les micro-ondes sont absorbées par les molécules polaires comme l'eau
