Analyse d’une onde électromagnétique

Analyse d’une onde électromagnétique

Comprendre l’Analyse d’une onde électromagnétique

Un signal radio émis par une station FM est capté par le récepteur d’une voiture. La fréquence du signal est de 100 MHz (mégahertz).

On vous demande de calculer la longueur d’onde de ce signal dans l’air et de discuter brièvement de la nature des ondes électromagnétiques par rapport aux ondes mécaniques.

Données:

  • Fréquence du signal radio, \(f = 100 \, \text{MHz}\)
  • Vitesse de la lumière (et donc de toutes les ondes électromagnétiques dans le vide ou approximativement dans l’air), \(c = 3.00 \times 10^8 \, \text{m/s}\)

Questions:

  1. Convertissez la fréquence du signal radio en hertz (Hz).
  2. Calculez la longueur d’onde du signal radio dans l’air.
  3. Comparez brièvement les ondes électromagnétiques (comme le signal radio) aux ondes mécaniques en termes de propagation et de support.

Correction : Analyse d’une onde électromagnétique

1. Conversion de la Fréquence

La fréquence du signal radio est donnée en mégahertz (MHz), une unité couramment utilisée pour les fréquences des signaux radio et TV.

La première étape consiste donc à convertir cette fréquence en hertz (Hz), l’unité standard pour la fréquence dans le Système International (SI).

Donnée:

  • \( f = 100 \, \text{MHz} \)

Conversion en Hz:

\[ 1 \, \text{MHz} = 10^6 \, \text{Hz} \]

\[ f = 100 \times 10^6 \, \text{Hz} \] \[ f = 100,000,000 \, \text{Hz} \]

2. Calcul de la Longueur d’Onde

La longueur d’onde (\(\lambda\)) d’une onde est directement liée à sa fréquence (\(f\)) et à la vitesse de propagation de l’onde (\(c\)) selon la relation:

\[ \lambda = \frac{c}{f} \]

où \(c\) est la vitesse de la lumière dans l’air, approximativement \(3.00 \times 10^8 \, \text{m/s}\) pour les ondes électromagnétiques.

Calcul:

\[ \lambda = \frac{3.00 \times 10^8 \, \text{m/s}}{100,000,000 \, \text{Hz}} \] \[ \lambda = 3 \, \text{m} \]

La longueur d’onde du signal radio est de 3 mètres.

3. Discussion sur les Ondes Électromagnétiques vs. Ondes Mécaniques

  • Ondes Électromagnétiques:

Ces ondes, incluant les signaux radio, la lumière visible, les rayons X, etc., sont capables de se propager à travers le vide ainsi que dans différents milieux matériels.

Elles ne nécessitent pas de support matériel pour leur propagation, car elles sont constituées de champs électriques et magnétiques oscillants et perpendiculaires entre eux ainsi qu’à la direction de propagation.

  • Ondes Mécaniques:

À l’inverse, ces ondes, telles que les ondes sonores ou les vagues sur l’eau, nécessitent un milieu matériel (solide, liquide, ou gaz) pour se propager.

Leur vitesse de propagation dépend des propriétés physiques du milieu, telles que sa densité et son élasticité. Les ondes mécaniques ne peuvent pas se déplacer dans le vide.

Analyse d’une onde électromagnétique

D’autres exercices de physique premiere:

0 commentaires

Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Calcul de la Force Gravitationnelle sur Mars

Calcul de la Force Gravitationnelle sur Mars Comprendre le Calcul de la Force Gravitationnelle sur Mars Vous êtes un ingénieur en mission spatiale planifiant une future colonie sur Mars. Vous devez calculer la force gravitationnelle exercée sur différents objets pour...

Énergie Potentielle et Cinétique

Énergie Potentielle et Cinétique Comprendre l'Énergie Potentielle et Cinétique Un skateboarder décide de descendre une rampe inclinée dans un skatepark. Il commence à partir du sommet de la rampe sans vitesse initiale. La rampe a une hauteur de 5 mètres et est...

Diffraction à travers une fente simple

Diffraction à travers une fente simple Correction sur la Diffraction à travers une fente simple Une lumière monochromatique de longueur d'onde \( \lambda \) est dirigée perpendiculairement sur une fente étroite de largeur \( a \). Sur un écran placé à une distance \(...

Mouvement d’une boîte sur un plan incliné

Mouvement d'une boîte sur un plan incliné Comprendre le Mouvement d'une boîte sur un plan incliné Une boîte de masse \(m = 5\, \text{kg}\) est placée sur un plan incliné rugueux faisant un angle \(\theta = 30^\circ\) avec l'horizontale. Le coefficient de frottement...

Calculer l’Accélération d’un Véhicule

Calculer l'Accélération d'un Véhicule Comprendre comment Calculer l'Accélération d'un Véhicule Une voiture de masse \( m = 1200 \, \text{kg} \) accélère sur une route rectiligne. La voiture est soumise à plusieurs forces : une force motrice de 5000 N, une force de...

Calcul de l’Énergie Électrique

Calcul de l'Énergie Électrique Comprendre le Calcul de l'Énergie Électrique Un élève souhaite calculer la consommation énergétique et le coût associé de l'utilisation de son ordinateur portable. Les informations suivantes sont fournies : La puissance nominale de...

Calcul de la Diffraction à travers une Fente

Calcul de la Diffraction à travers une Fente Comprendre le Calcul de la Diffraction à travers une Fente Dans un laboratoire de physique, un faisceau laser monochromatique de longueur d'onde \(\lambda = 650 \, \text{nm}\) (nanomètres) est dirigé perpendiculairement sur...

Calcul du Rendement Énergétique d’une Ampoule

Calcul du Rendement Énergétique d'une Ampoule Comprendre le Calcul du Rendement Énergétique d'une Ampoule Une ampoule LED est utilisée pour éclairer une pièce. L'ampoule consomme 15 Watts d'électricité (c'est l'énergie consommée) et a une puissance lumineuse de 1350...

Calcul du Rendement Énergétique

Calcul du Rendement Énergétique Comprendre le Calcul du Rendement Énergétique Une voiture électrique utilise une batterie pour se déplacer. Lors d'un test, cette voiture parcourt une distance de 150 km en utilisant l'énergie stockée dans sa batterie. Les...

Application des Lois de Newton

Application des Lois de Newton Comprendre l'Application des Lois de Newton Un objet de masse m = 10 kg est posé sur une surface horizontale sans frottement. Une force horizontale F = 40N est appliquée sur l'objet. Questions : Première Loi de Newton (Loi d'inertie) :...