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Ondes...

par Vachon, le 02/02/2018 à 13:41 - 799 visites

Bonjour tout le monde
Dans le cadre de mon TPE en 1er SI j'étudie les talkies walkies et nous nous sommes poser la question mon groupe et moi si il y avait des ondes autres qu'électromagnétique qui pouvait traverser les ont métaux...
Merci de vos réponses

Réponse du Guichet du savoir

par bml_sci, le 03/02/2018 à 14:17

Réponse du département Sciences et Techniques
Bonjour,

Définition d'une onde

Une onde est un phénomène spatio-temporel qui intervient dans de nombreux processus physiques dès qu'il y a transport d'énergie d'un point à l'autre de l'espace, comme par exemple :
- le son, qui est une onde acoustique, correspondant au déplacement de zones d'étirement et de compression d'un gaz, d'un liquide ou d'un solide
- la chaleur d'un matériau, qui est créée par la vibration des atomes
- les séismes qui sont des ondes mécaniques sr propageant sur la croûte terrestre
- les vagues qui peuvent se décrire comme une onde se déplaçant à la surface de l'eau...

Plus généralement il existe deux grands types d’ondes : les ondes mécaniques, dont la propagation dépend du passage à travers la matière et les ondes électromagnétiques qui n’ont pas besoin de support matériel pour se propager.

Comment l’onde électromagnétique interagit-elle avec les matériaux ?

Lorsqu’une onde électromagnétique rencontre un obstacle, il peut se produire plusieurs phénomènes physiques : réflexion sur l’interface du matériau, transmission dans le matériau, diffraction par les arêtes du matériau, absorption dans le matériau.
Ces phénomènes dépendant principalement des propriétés physiques du matériau composant l’obstacle, de ses dimensions par rapport à la longueur d’onde et de la polarisation de l’onde incidente.

Particularité des propriétés des métaux

Les métaux ont tous une particularité en commun : ce sont des milieux conducteurs. Ces milieux ont tendance à s'opposer à la propagation des ondes de basse fréquence (onde radio ou micro-onde), qui sont réfléchies ou rapidement absorbées lorsqu'elles pénètrent dans un conducteur.
Ils ont des électrons libres, des électrons qui ne sont pas liés aux atomes. Lorsque le champ électrique de la lumière atteint la surface du métal, les électrons libres se mettent aussitôt à osciller sous l'effet de ce champ.
Le métal se comporte comme s'il avait une bande de résonance couvrant tout le visible. Les particules en volume absorbent tout le visible, et les particules en surface réfléchissent tout le visible. Pour de l'aluminium, par exemple, la proportion est environ 90% réflexion, 10% absorption.

Les rayons X

Les rayons X sont des ondes électromagnétiques de très courte longueur d'onde, de cent à mille fois plus courte que la lumière visible. Cette propriété leur permet de traverser la plupart des matériaux en étant très peu réfléchis, absorbés ou diffusés.
C'est pourquoi leur usage est courant en radiographie médicale, où le pouvoir de pénétration des rayons X est bien utile pour établir un diagnostic sur un organe interne. Grâce aux rayons X, les équipes de sécurité aéroportuaires vérifient le contenu d'une valise sans avoir à l'ouvrir. Dans une conception corpusculaire de la lumière, les rayons X sont associés à des photons (ou grains de lumière) dont l'énergie est bien plus élevée que celle de la lumière visible (de 100 à 1.000 fois plus). C'est précisément leur haute énergie qui leur permet de traverser la matière.
Dans l'espace, on a individualisé de très nombreuses sources de rayons X. Les sources principales de rayons X sont les supernovae, les pulsars et les quasars.

Pour aller plus loin vous pouvez consulter les documents suivants :

- Les ondes et la terre, par Patrice Canal et Pierre-René Bauquis

- Ondes et optique, par Marc Lamy de La Chapelle

- L'électromagnétisme, par le Professeur Teng

- Au coeur des ondes : les champs électromagnétiques en question, par Fabien Ndagijimana et François Gaudaire

- Champs électromagnétiques, environnement et santé, sous la direction d'Anne Perrin

- Des trains d'ondes dans l'habitation, par Delphine Viandier Francru
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