Une antenne capable d'émettre ou de recevoir des ondes électromagnétiques (EM). La lumière du soleil et les ondes reçues par votre téléphone portable en sont des exemples. Vos yeux sont des antennes réceptrices qui détectent les ondes électromagnétiques à une fréquence spécifique. Vous percevez des couleurs (rouge, vert, bleu) pour chaque onde. Le rouge et le bleu correspondent simplement à différentes fréquences d'ondes que vos yeux peuvent détecter.
Toutes les ondes électromagnétiques se propagent dans l'air ou l'espace à la même vitesse. Cette vitesse est d'environ 671 millions de kilomètres par heure (1 milliard de kilomètres par heure). On l'appelle la vitesse de la lumière. Elle est environ un million de fois plus rapide que la vitesse du son. La vitesse de la lumière s'écrit sous la forme « c » dans l'équation. Nous mesurerons la durée du temps en mètres, en secondes et en kilogrammes. Des équations essentielles à retenir pour l'avenir.
Avant de définir la fréquence, il est nécessaire de définir ce que sont les ondes électromagnétiques. Il s'agit d'un champ électrique qui se propage à partir d'une source (antenne, soleil, pylône radio, etc.). Toute onde se propageant dans un champ électrique est associée à un champ magnétique. Ces deux champs forment une onde électromagnétique.
L'univers permet à ces ondes de prendre n'importe quelle forme. Mais la forme la plus importante est la sinusoïde, représentée sur la figure 1. Les ondes électromagnétiques varient en fonction du lieu et du temps. Les variations spatiales sont illustrées sur la figure 1, et les variations temporelles sur la figure 2.
figure 1. Onde sinusoïdale tracée en fonction de la position.
figure 2. Tracer une onde sinusoïdale en fonction du temps.
Les ondes sont périodiques. L'onde se répète une fois par seconde, formant un « T ». Représentée graphiquement dans l'espace, la distance en mètres après chaque répétition est donnée ici :
On appelle cela la longueur d'onde. La fréquence (notée « F ») correspond simplement au nombre de cycles complets qu'une onde effectue en une seconde (le cycle de deux cents ans est exprimé en fonction du temps, soit 200 Hz ou 200 hertz par seconde). Mathématiquement, cela se traduit par la formule ci-dessous.
La vitesse de marche dépend de la longueur du pas (longueur d'onde) multipliée par la fréquence de ses pas. La propagation des ondes fonctionne de manière similaire. La vitesse d'une onde est donnée par sa fréquence d'oscillation (« F ») multipliée par la longueur du pas qu'elle effectue à chaque période ( ). Il convient de retenir la formule suivante :
En résumé, la fréquence mesure la vitesse d'oscillation d'une onde. Toutes les ondes électromagnétiques se propagent à la même vitesse. Par conséquent, si une onde électromagnétique oscille plus rapidement qu'une autre, elle a nécessairement une longueur d'onde plus courte. Une longueur d'onde plus grande correspond à une fréquence plus basse.
Date de publication : 1er décembre 2023
