In Altum

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Comment les ondes radio et wifi traversent elles les murs ?

Publié le dans la rubrique (In Altum n° 79)

Nous avons tous l’habitude d’utiliser la radio en voiture, la télé, l’ordinateur portable en WiFi. Mais comment marche tout cela?

Celui qui est à l’origine de tout cela, c’est James Clerk Maxwell, un physicien et mathématicien écossais qui a élaboré un modèle encore utilisé aujourd’hui pour l’électromagnétisme. L’électromagnétisme est une science qui étudie tout ce qui a trait aux particules chargées électriquement. Nous savons que la matière est constituée d’atomes : ces atomes consistent eux-mêmes en un noyau autour duquel gravitent des particules. Le noyau est composé de particules chargées positivement, les protons, et de neutrons. Les électrons gravitent autour du noyau et sont chargés négativement. Deux particules de même charge se repoussent, tandis que deux particules de charges différentes s’attirent (comme deux aimants) : c’est ce que l’on appelle l’interaction électromagnétique. Les recherches en électromagnétisme ont permis de découvrir l’existence ce que l’on appelle les champs magnétiques et électriques. En fait, tout ce qui nous entoure (le bois, la terre, l’air, la pierre) est constitué de particules capables de s’attirer ou de se repousser. Les travaux de Maxwell ont permis de découvrir que l’électricité (qui est un déplacement d’électrons) crée ce que l’on appelle des champs électromagnétiques. Ce sont des ondes qui sont produites par le déplacement des électrons dans les appareils électriques. Leur déplacement entraîne, à cause de l’interaction électromagnétique, le déplacement des particules chargées situées aux alentours, qui à leur tour bousculent celles qui leurs sont adjacentes, etc. Ce déplacement forme une onde, que l’on appelle électromagnétique. L’ensemble de ces ondes constitue le champ. Le mouvement des particules bousculées est périodique, c’est à dire que le mouvement se répète à intervalles de temps égaux. Le nombre d’intervalles par seconde s’appelle la fréquence. La longueur d’onde caractérise la distance parcourue par l’onde au cours d’une période. La vitesse de déplacement de ces ondes est celle de la lumière : 300 000 km/s Pour en revenir à ce qui nous intéresse, les ondes radios, TV et WiFi ne sont que des ondes électromagnétiques. Ce qui les distingue, ce sont les caractéristiques des ondes, qui sont propres à chaque domaine, à savoir les longueurs d’onde et la fréquence. D’ailleurs, c’est exactement ce à quoi fait référence la fréquence que l’on configure pour capter une station de radio. Quelques grandeurs: Les ondes FM vont de 30MHz (soit 30 millions de répétitions à la secondes) à 300MHz pour une longueur d’onde de 10m à 1m. Les ondes WiFi sont de 3GHz (soit 3 milliards de répétition à la secondes) pour une longueur d’onde d’environ 10cm. En somme, l’onde émise se propage partout puisque tout est constitué de particules chargées, les électrons. Certains matériaux atténuent toutefois plus la propagation. C’est le cas des métaux, qui par leur structure très dense en atomes et donc en électrons, perturbent la propagation de l’onde.

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