Calcul de la Fréquence et de l’Énergie

Calcul de la Fréquence et de l’Énergie

Comprendre le Calcul de la Fréquence et de l’Énergie

Un signal radio émis par une station spatiale voyage à travers l’espace vide à la vitesse de la lumière, soit environ \(3,00 \times 10^8\) m/s. Le signal a une longueur d’onde de 2 mètres.

1. Calcul de la fréquence du signal radio:

Utilisez la relation entre la vitesse (v), la fréquence (f) et la longueur d’onde (\(\lambda\)) d’une onde, donnée par l’équation \(v = f \times \lambda\), pour calculer la fréquence du signal radio.

2. Calcul de l’énergie d’un photon du signal radio:

Sachant que l’énergie d’un photon (E) peut être calculée à l’aide de l’équation \(E = h \times f\), où \(h\) est la constante de Planck (\(6,626 \times 10^{-34}\) J·s), calculez l’énergie d’un photon du signal radio.

3. Discussion sur les implications de l’énergie du photon pour la réception du signal:

Discutez de l’implication de la faible énergie du photon du signal radio pour sa réception par un récepteur sur Terre. Considérez les défis potentiels en termes de détection et d’amplification du signal.

Correction : Calcul de la Fréquence et de l’Énergie

1. Calcul de la fréquence du signal radio

Pour calculer la fréquence (f) du signal radio, nous utilisons la relation

\[ v = f \times \lambda \]

où \(v\) est la vitesse de l’onde (dans ce cas, la vitesse de la lumière dans le vide, \(3,00 \times 10^8\) m/s) et \(\lambda\) est la longueur d’onde donnée (2 mètres).

En réarrangeant cette équation pour résoudre f, nous obtenons

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

Substituons les valeurs données dans cette formule :

\[f = \frac{3,00 \times 10^8 \, \text{m/s}}{2 \, \text{m}} \] \[f = 1,50 \times 10^8 \, \text{Hz}\]

La fréquence du signal radio est donc de 150 millions de hertz (150 MHz).

2. Calcul de l’énergie d’un photon du signal radio

Pour calculer l’énergie (\(E\)) d’un photon du signal radio, nous utilisons la formule

\[ E = h \times f \]

où $h$ est la constante de Planck (\(6,626 \times 10^{-34}\) J·s) et \(f\) est la fréquence calculée.

Substituons les valeurs pour obtenir :

\[ E = 6,626 \times 10^{-34} \, \text{J}\cdot\text{s} \times 1,50 \times 10^8 \, \text{Hz} \] \[E = 9,939 \times 10^{-26} \, \text{J}\]

L’énergie d’un photon du signal radio est donc de \(9,939 \times 10^{-26}\) joules.

3. Discussion sur les implications de l’énergie du photon pour la réception du signal

L’énergie calculée d’un photon du signal radio est extrêmement faible. Cela implique que, pour détecter et traiter efficacement le signal radio, le récepteur sur Terre doit être capable de détecter des niveaux d’énergie très bas.

Cela peut nécessiter des amplificateurs très sensibles et des technologies de réduction du bruit pour distinguer le signal radio des bruits de fond.

La faible énergie du photon signifie également que le signal peut être facilement affecté par divers facteurs, tels que les interférences électromagnétiques ou la perte de signal due à la dispersion ou à l’absorption dans l’atmosphère terrestre pour les signaux qui ne voyagent pas dans le vide.

Calcul de la Fréquence et de l’Énergie

D’autres exercices de niveau 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) :...