• Dis moi: C'est quoi une ONDE ElectroMagnétique: Ses aspects Modulés

     Nature des Ondes

    L'énergie du Photon

     Gravitation et Champ Electrique 

    Le champ Magnétique

     Les Radiofréquences et autres OEM;

    modulations AM et FM

     Les Ondes Pulsées 

     Illustration (vidéo) OEM

    Différence de nature des ondes

    1- Les Ondes Matérielles dépendent de la géométrie et de la nature des milieux

     

     Observer

    1- La progression des ondes

    2- Elles naissent du mouvement du stylet qui plonge ou dans un autre cas de gouttelettes qui tomberaient régulièrement

    3- La fréquence du mouvement du stylet ou dans le cas des gouttes évoquées la fréquence d'arrivée des gouttes dans l'eau (Le nombre de gouttes ou de frappes de l'eau par seconde)

    4- La période spatiale "Lambda"appelé longueur d'onde et la période T qui est le temps mis pour que le stylet frappe l'eau de nouveau

     Dis moi: C'est quoi une ONDE (ElectroMagnétique)

    A noter qu'un projectile carré tombant dans l'eau donne des ondes circulaires ("Ronds dans l'eau") car la propagation est Isotrope comme pour les ondes sonores dans l'air mais alors les ondes forment des sphères concentriques équiphases ( Sur l'animation on pourrait mesurer la longueur d'onde en figeant l'image et l'on voit les cercles équiphases, distants de lambda .

    Un tsunami n'est pas ressenti sur l'océan, et de plus il se déplace très vite mais au voisinage des cotes la vague s'élève brusquement de plusieurs mètres (Amplitude) et sa vitesse décroit fortement car elle dépend de  la profondeur.

    Observer le phénomène en cliquant sur chaque animation puis en les fermant

    http://www.edumedia-sciences.com/fr/a98-tsunami

    2- Les ondes électromagnétiques (OEM) sont constituées de deux "Champs" croisés

    Elles "rayonnent" ou sont qualifiées de "Rayonnement" depuis les TBF (très basses fréquences de 3-30Hz) aux rayons gammas en passant par les hyperfréquences (1-300GHz)

    2.1- Les ondes Électromagnétiques présentent une célérité qui ne dépend  du milieu que par un unique coefficient appelé indice de Réfraction

    Leur célérité est celle de la lumière visible c= 300 000km/s dans l'air ou le vide mais 200 000km/s dans le verre transparent.(cette vitesse peut alors être dépassée provoquant l'analogue du "Mur du son" appelé ici l'effet Cerenkov.

    Une telle onde  provient donc de la Lune en une seconde et du soleil en huit minutes ou dit autrement quand on observe la Lune c'est l'état de la Lune une seconde auparavant et une explosion solaire n'est visible que 8 minutes après qu'elle se soit produite

    Une fusée ne pourrait correspondre avec la Terre qu'avec des intervalles supérieurs à un quart d'heure entre question et réponse si elle s'approche du Soleil !! Car les ondes électromagnétiques porteuses de la conversation ne peuvent voyager qu'à la vitesse de la Lumière . Noter qu'elles se déplacent dans le vide contrairement aux ondes sonores qui sont .... matérielles ! (L'explosion des réservoirs d'Appolo XIII ne furent pas audibles des astronautes.

    2.2-"La notion de champ recouvre implicitement 2  définitions: Exemple en parlant du Champ de pesanteur ou " de Gravité" ou de gravitation on parle:

    Tout d'abord d'un espace qui entoure une planète comme la Terre ou plus prosaïquement du voisinage d'un imeuble.Il est doté de propriétés qui dépendent de la localisation et de l'étendue considérée;Ainsi l'observation au voisinage d'un immeuble du paprallèlisme des verticales nécessaires afin de stabiliser les objets susceptibles de se mettre en mouvement ("Tomber"). Toutefois ces verticales cessent d'être parallèles et sont dirigées vers le centre de la Terre si l'on étend ce champ aux satellites qui "tombent" aussi mais .... en cercles ou ellipses   !!

    Un chiffre est associé à ce cchamp de gravité, il correspond à la vitesse atteinte par un objet qui se met à "tomber" soit 10m/s (36km/heure) après une seconde de chute 10 c'est l'accélération de la gravité Dis moi: C'est quoi une ONDE (EleectroMagnétique) 1Dis moi: C'est quoi une ONDE (ElectroMagnétique)

    2.3 Le Champ magnétique terrestre

    Dans le voisinage d'un lieu il garde une valeur fixe dont la direction et le sens sont fournies par une boussole

    Noter qu'il pique vers le sol au 45°parallèle  et que le Nord magnétique est en fait un pôle Sud qui attire les pôles Nord des aimants .... Un chiffre associé B=0,47 Gauss=47µT

     A comparer à 0,4µT limite des champs artificiels créés par la THT mais qui eux sont variables de fréquence 50 ou 60Hz

    on retrouve les 2 notions évoquées car sa valeur dépend bien de l'espace et donc du lieu !

    2.4 Le Champ électrique

    Une bonne idée de l'existence de ce champ consiste à se placer sous une ligne 400 00Volts un jour de pluie et ... vous l'entendrez ! Une Valeur E=250V/m au voisinage du sol sous la ligne.

    Toutefois en ajoutant quelques charges vous obtiendrez une représentation à cette adresse:

    http://www.sciences.univ-nantes.fr/physique/perso/gtulloue/Elec/Champs/champE.html

    En effet il existe toujours en présence d'une tension c'est ce qui met en mouvement les particules électriques (électrons dans les conducteurs ou ions dans le cas de la foudre. On le trouve aux bornes de toutes les prises de courant. Sa valeur change régulièrement 50 fois par seconde et sa représentation ressemble à la corde excitée:C'est une fonction sinusoïdale du temps de fréquence 50Hz (50 fois la valeur maximale par seconde).

    2.5 Illustration par une vidéo dans la maison Dis moi: C'est quoi une ONDE (ElectroMagnétique)

    2.6- Le champ magnétique accompagne tous les courants comme une gaine ....

    Tunnel de l''électro-aimant d'un bloc IRM (compte-tenu de la géométrie le champ est axial)

    2.7- Le champ électromagnétique contient les deux formes de champ qui bien que détectables par des procédés physiques différents sont totalement reliés.Dis moi: C'est quoi une ONDE (EleectroMagnétique) 1

    Mais pourquoi cette apparition simultanée ?

    Pour comprendre tout à fait le modèle il faut un appel à la relativité des observateurs du phénomène.

    Si vous avez observé le champ électrique d'une ou plusieurs charge ci-dessus alors vous avez idée que toute charge électrique crée dans l'espace environnant un Champ appelé électrique et représenté par la lettre E comme la présence de courant constant modifie l'espace sous la forme d'un champ magnétique représenté par B.Dis moi: C'est quoi une ONDE (EleectroMagnétique) 1

    Or qu'est-ce qu'un "Courant" si ce n'est un déplacement régulier dans ce cas des charges précédentes donc si l'on pouvait regarder ces charges comme on regarde une rivière couler transportant l'eau et un bateau "au fil de l'eau".

    Deux situations a)  Sur la rive l'eau comme les charges est dotée d'une vitesse par rapport à l'observateur alors dans le cas des charges en mouvement c'est B le champ magnétique qui est mesuré.

                              b) Sur le bateau l'eau est immobile comme l'observation de charges fixes et cette fois c'est E qui correspond à l'analogie (Un même phénomène observé de 2 manières)

    Et dans le cas d'une onde "électromagnétique "? Cette fois l'émetteur est loin, le mouvement de charges très rapide crée de plus des champs variables rendant impossible la différenciation E, B et donc ...Dis moi: C'est quoi une ONDE (EleectroMagnétique) 1 Selon l'antenne (le récepteur) on peut choisir le champ E auquel cas l'antenne est droite (TV et portables) mais certains d'entre vous ont peut-être vu une antenne intérieure ronde qui recevait le champ B car bien sûr l'un comme l'autre renferme la même information

    Et d'ailleurs quelles Informations? 

    Si la célérité est dans ce cas constante et suit les lois de la lumière l'onde tranDis moi: C'est quoi une ONDE (EleectroMagnétique) 1sporte en propre deux qualités:

    --Sa fréquence qui suffit à nous faire connaitre les caractères du grain d'énergie (Photon) qui lui est associé (Longueur d'onde et énergie sont ainsi définies pour le photon équivalent.

    ---Et le flux de photons transportés ou la densité d'énergie (soit le nombre de photon au m3 d'espace.

    Sur l'image ci-contre on a voulu représenter l'augmentation de fréquence en allant vers le bas ce qui augmente l'énergie de chaque photon 

    Le Photon: Un grain d'énergie qui dépend de la fréquence de la radiation Dis moi: C'est quoi une ONDE (ElectroMagnétique)

    A titre de comparaison: Si l'énergie E transportée par le photon radioélectrique(f voisin de 1kHz)  (comme E=hf)  correspond au poids de UN gramme alors celle des MHz pèse comme un kg et le GHz comme la tonne etc... à méditer pour ceux qui comparent les ondes électromagnétiques sans prendre de gants et vous assènent que la "radio" et la TV existent depuis longtemps et ne voient pas la différence avec la téléphonie mobile et l es micro-ondes ..)

     Les micro-ondes ont donc davantage d'énergie que les ondes radio et l'on pourrait en déduire qu'ils sont davantage "pénétrants" un peu comme des projectiles; Hélas ce n'est pas simple ....

    Voir la représentation réaliste ci-contre

    Les rayons gammas, ionisants traversent comme des balles de fusil Il en est de même pour les basses fréquences en dessous de 100Mhz comme si le corps humain était transparent mais sans omettre toutefois de transférer un peu d'énergie par résonance si c'est possible comme le font les ondes radio sur l'antenne du récepteur ....

     Dis moi: C'est quoi une ONDE (ElectroMagnétique)

     Il nous reste à voir la notion complexe de "Résonance" c'est à dire "d'accord" entre "Onde" et "Récepteur" de l'onde ce qui trivialement est le problème de "La clé et la serrure" ou des portes blindées que l'on peut forcer  par des explosifs mais qui s'ouvrent sans effort avec le bon "code" ou la bonne clé !!!

    L'étendue du Spectre électromagnétique

    Pourquoi d'après vous les regards posés sur les tableaux ci-dessous lisent-ils de droite vers la gauche le tableau de droite et de gauche à droite le tableau de gauche ? Serait-ce parce que dans le cas inverse on observerait le danger avant l'inocuité?

    Image extraite de Wikipédia

      Usages: Gamme usuelle

     Dis moi: C'est quoi une ONDE (ElectroMagnétique)

     Dis moi: C'est quoi une ONDE (EleectroMagnétique) 1

    En Modifiant les paramètres amplitude , fréquence et  cohérence vis à vis d'une onde référence on va utiliser sa célérité pour mettre l'onde au service d'utilisateurs très avides de sa qualité de pureté (fréquence et célérité) dans ses interactions avec la matière: Ce sera le chapitre des applications; L'onde sera modulée en tout ou rien (télécommandes diverses et Tag de RFID ) modulée en amplitude (GO) ou en Fréquence (FM) en phase et ce sera les GSM et la téléphonie classique et enfin (Et cela justifiera le chapitre des ondes pulsées)   hachée une fois "Numérisée" à l'instar des sons qui du piano et du violon donnèrent les sons "Techno".

    La numérisation des ondes ce sera la TNT et ....la 3G, la 4G toujours plus haut en bande passante c'est à dire gourmande en fréquence de porteuse....

    Voilà beaucoup de vocabulaire que je me propose de définir de nouveauDis moi: C'est quoi une ONDE (EleectroMagnétique)

    Appronfondissons un petit peu...

    1- Amplitude (A) du centre au maximum (avec une unité cm ou V/m pour un champ: La verte est une onde de plus grande amplitude et s'il s'agit d'un son il est plus fort

    2- Période temporelle et période spatiale (longueur d'onde qui dans le cas ci-dessus est plus courte pour l'onde verte et si celle-ci représente de la lumière alors la représentation est exacte pour la lumière rouge dont la longueur d'onde vaut 0,6micromètre et la verte 0,5 ! mais bien sûr la représentation  bleue ne traduit pas la radiation bleue de  0,4µm !

    3-Fréquence=Nombre d'oscillations en une seconde pour la lumière visible c'est environ 1 000 000 000 000 00 Hz soit 5 zéros de plus que pour le GSM/Wifi !! La technologie des télécommandes fonctionne surtout en tout ou rien car notre science maitrise peu de telles fréquences....

    3.1 Les divers types d'ondes électromagnétiques: Notion de " radiofréquences" ou fréquences des OEM (des rayonnements)  Et leur puissance réglementaire (Normes)

    3.2- Les divers types de Radiofréquences dites "Wifi (A,B,...N)

     3.3- Les ondes électromagnétiques de "basses fréquences ou audiofréquences" (50 Hz-100MHz) utilisées en transmission radio,Tv mais surtout générées massivement dans la gamme d'ondes de fréquences dites "sonores"  et qu'un récepteur radio dans les gammes des petites ondes (MW) ou grandes ondes(LW) peut révéler par la composante magnétique détectée dans le circuit d'antenne. (puis démodulées en son)

    4-Phase Les ondes représentées ci-dessus en bleu et rouge ont même fréquence et même longueur d'onde pourtant elles sont décalées .... dans le temps et l'espace: On dit qu'elles sont déphasées et dans le cas représenté En opposition de phase alors leur addition donne .... une annulation de vibration c'est ce qu'on appelle une interférence de 2 ondes cohérentes qui produit par exemple l'absence de vibration en certains points sur l'eau ou étouffe les sons .Dans l'effet LASER c'est au contraire une addition cohérente qui permet d'intensifier la lumière.Dis moi: C'est quoi une ONDE (EleectroMagnétique)

    5-Numériser une onde ou "Digitaliser" consiste à découper son "Enveloppe" et transcrire chaque tranche en pourcentage d'une référence d'où une valeur réécrite en 0 et1

    Par exemple 1Volt de référence donnera en code binaire les chiffres 11 pour 3V (soit 1x2 +1)

    6-Modulation   Dis moi: C'est quoi une ONDE (ElectroMagnétique)Dis moi: C'est quoi une ONDE (EleectroMagnétique)

    6.1) d'amplitude  (A.M) Sur la figure on voit que l'amplitude de l'enveloppe rouge n'est pas régulière c'est une signal basse fréquence transporté par l'onde bleue (porteuse) qui épouse sa forme et que l'on détruit ensuite dans un récepteur Radio G.O ou AM afin de régénérer la Basse Fréquence (BF)

    6.2-de fréquence (F.M) dans ce cas l'onde rouge transportée donne le signal jaune en fonction de la porteuse verte

    On remarque que l'amplitude este fixe et reste insensible aux parasites extérieurs (foudre etc...) c'est la F.M

    6-3 temporelle de phase (Téléphonie, TV etc...)

    Cette fois le signal est haché et permet plusieurs ondes séparées transpDis moi: C'est quoi une ONDE (EleectroMagnétique)  ortées puis reconstituées dans chacun des récepteurs (D'où la présence d'un synchronisateur obligatoire ..)

    Les Ondes Pulsées actuelles (Aspect DECT / Souris d'ordinateur)

     - Quelle différence avec le signal analogique?

    On entend par ondes pulsées des émissions par saccades, avec des montées en niveau et retombées brutales (mode tout ou rien), caractérisées par la durée des émissions et la durée de l’intervalle entre deux émissions.
    Lorsque l’intervalle entre deux émissions est fixe on a une pulsation périodique, créant un effet stroboscopique 'apparition en ELF d'un signal répétitif de 217Hz par exemple si nuisible au vivant car si proche des fréquences biologiques )

    - Exemples   Dis moi: C'est quoi une ONDE (ElectroMagnétique)

    Dis moi: C'est quoi une ONDE (ElectroMagnétique) Dis moi: C'est quoi une ONDE (ElectroMagnétique)
    Signal DECT Signal GSM

    Dans l'intervalle correspodant aux pic ("pulseé) observés le dispositif récepteur adapté (Combiné du DECT recherche un protocole qui distingue ces pics d'émission d'un éventuel "Bruit" ou "Parasite" et décode ensuite le message hypercondensé en hyperfréquence ...." Car tout ceci est observé en Très Basse Fréquence (ou ELF)

    - Remarque Ces pics en basses fréquences (proche des fréquences biologiques ) dont insupportables aux personnes électrosensibles. (EHS ). Elles interfèrent gravement avec les mécanismes céllulaires de transmission d'influx nerveux.Dis moi: C'est quoi une ONDE (ElectroMagnétique)

    -Le CPL est une modulation du même type mais transporté par le courant électrique donc qui crée un champ magnétique extérieur dont seule l'éloignement permet de se protéger. (CPL pire que le Wifi?)

    Dans cet enregistrement on peut noter l'impulsion variable sur les ondulations du courant électrique  dont les informations se répètent à chaque alternance (Elles transportent les données numériques nécessaires aux ordinateurs connectés.

    Le transport par les lignes EDF d'informations volontaires telles que le signal Internet délivré par "Box" et "CPL" ou pour les services externes comme Linky se rajoutent, hélas, à toutes les perturbations "naturelles" que procure chaque appareil électrique à sa mise en route (moteurs) et il n'est pas rare d'observer des variations de tensions de plusieurs Volts voire plus si la Terre de l'installation est mauvaise et si le "Neutre" ou Terre commune est trop éloignée du logement concerné.

    Les nouveautés 2012: La 4G (LTE)

    Attribution des fréquences 800- 2600MHz