UN MONDE SANS
TSTI2D – HABITAT -­‐ UN MONDE SANS FIL FIL
1. Les ondes radio sont-­‐elles des ondes I)sonores sont-elles des ondes sonores : VRAI ou FAUX ?
Les ondes ?
radio
http://www.web-­‐
Plaçons un détecteur à infrarouge sous la cloche à vide. Faisons le vide.
Pointons une télécommande télé à infrarouge sur le détecteur. Qu’observons-nous ?
sciences.com/documents/seconde/sedo05/setp0501.php5 1. Plaçons un détecteur à infrarouge sous la cloche à vide. Faisons le Que pouvons-nous dire sur la nature des infrarouges?
vide. Appelons le téléphone. Va-­‐t-­‐il sonner ? Enfermons un téléphone portable sous la cloche à vide. Faisons le vide.
2. Que pouvez-­‐vous en déduire sur la nature Appelons le téléphone. Qu’observons-nous
des ondes sonores et des ? ondes électromagnétiques ? Que pouvons-nous dire sur la nature des ondes radio ?
3. A quelle vitesse se déplace une onde électromagnétique dans l’air ? et une onde sonore ? Longueur d’onde 
Sens de propagation
4. Donner la relation reliant la longueur d’onde, la célérité et la fréquence d’une onde E.M ; et la relation liant la période et la fréquence. RECEPTION
5. Rappeler la formule avec la constante EMISSION
de Planck donnant l’énergie transportée en fonction de la longueur d’onde ou de la fréquence de l’onde. Période T
A quelle vitesse se déplace une onde électromagnétique dans l’air
?
6. compléter le document ci-­‐dessous en indiquant le nom des domaines et les limites : Micro-­‐ondes, Infra-­‐rouges, visible, Ultra-­‐violets, Rayon gamma, R
ayons X
, 1
0 n
m, 0
,4 µ
m, 1
0 p
m, 0
,8 µm. Donner la relation reliant la longueur d’onde, la célérité et la fréquence d’une onde E.M.
?
Qu’appelle-t-on « rayonnement » d’une onde E.M ? Vous souvenez-vous de la formule avec la constante
de Planck h ?
2. Pourquoi les appelle-­‐t-­‐on ondes électromagnétiques ? C’est l’Allemand Heinrich Hertz qui a mis en évidence les ondes électromagnétiques en 1887. 1. Regarder la vidéo suivante : http://www.clefdeschamps.info/Un-­‐champ-­‐electromagnetique-­‐qu-­‐
est?avecVideo=oui 2. Quels sont les deux types de champ qui constituent une onde électromagnétique ? 3. De quoi dépend l’intensité du champ électrique ? celle du champ magnétique ? Commenter l’image ci-­‐contre. 4. Comment évolue l’intensité du champ électrique avec la distance ? 5. En quelle unité exprime-­‐t-­‐on le champ magnétique ? le champ électrique ? Voir vidéo http://www.clefdeschamps.info/ tube néon 6. Recopier et compléter le texte suivant : Une onde électromagnétique correspond à la propagation de deux grandeurs vibratoires : un champ ___________________ et un champ______________________. Ces deux vibrations sont en ______________ : elles sont maximales, minimales et s’annulent en même temps. Le vecteur champ électrique et le vecteur champ magnétique sont ________________________ entre eux. Complément : Transport de l’information http://www.youtube.com/watch?v=-­‐4B23fy0od0 Les antennes réceptrices sont simplement des conducteurs métalliques : quand l'onde radio arrive, elle met les électrons du métal en mouvement, exactement au même rythme que bougeaient les électrons dans l'antenne émettrice.
Pour transporter des informations (sons, images, vidéo, données...) on les « accroche » à une onde radiofréquence: c’est la porteuse. L’information est le signal « modulant » qu’on accroche à la « porteuse » pour obtenir un signal « modulé ». À la réception, opération inverse ! Le modulant et la porteuse sont séparés par la démodulation! 3. Les ondes dans l’habitat 1. Notices techniques d’appareils émetteurs d’ondes radio dans l’habitat : Calculer les longueurs d’onde de tous ces émetteurs d’onde radio ainsi que l’énergie transportée (h = 6,63.10-­‐34 J.s). 2. Compléter le schéma ci-­‐dessous en indiquant le nom des deux domaines de longueurs d’onde utilisés pour la télécommunication dans l’habitat sur le schéma ci-­‐dessous. 3. A quel sous-­‐domaine du spectre des ondes ci-­‐dessous appartiennent les ondes étudiées à la question 1 ? Le domaine des longueurs d’onde en radiofréquence se situe entre MIN=1 mm et MAX=10 km

.................................................................... .................................................................................... Calculer les fréquences limites en radiofréquence: Compléter le document ci-dessous :
4. Utilisation d’un kit oreillette bluetooth Un téléphone mobile GSM émet une puissance maximale de 2 W à 2100 MHz. Un module oreillette Bluetooth émet une puissance maximale de 1 mW à 2440 MHz. 1. Si l’on considère que le cerveau est situé à 1 cm de l’émetteur d’onde, quelle est la source la plus perturbante pour le cerveau? 2. En utilisant le kit oreillette, le téléphone n’a plus besoin d’être tenu proche du cerveau. Le champ électrique reçu en un point diminue avec l’éloignement d par rapport à la .
source, il vérifie la relation :  =  avec E intensité efficace du champ en V.m-­‐1, α constante liée à l’antenne en Ω, d éloignement de la source en mètre, P puissance d’émission en W. Si on éloigne le téléphone d’un mètre, par combien sera divisée l’intensité du champ électrique reçu au niveau du cerveau ? 5. Antenne-­‐relais La téléphonie cellulaire utilisée par les téléphones mobiles quadrille le territoire en zones dont le rayon va de quelques dizaines de mètres (microcellule) à quelques kilomètres (macrocellule) et au centre desquelles est placé un émetteur appelé « station de base ». Pour le GSM, la puissance d’émission de l’antenne d’une macrocellule est P = 20 W et la fréquence est f = 1865 MHz. Au point A situé à une distance d1 de 160 m de l’émetteur, on mesure, à l’aide d’un champmètre, un champ électrique EA = 1,0 V.m-­‐1. 1. Le rapport entre l’intensité du champ électrique E en V.m-­‐1 et l’intensité du champ magnétique B en Teslas (T) est égal à la célérité des ondes dans le milieu. En déduire la valeur du champ magnétique BA au point A. 2. Lorsque d > 2,5 λ , le champ électrique peut être calculé par la relation  = Vérifier que d > 2,5 λ dans le cas étudié. 3. Déterminer alors la valeur de la constante α. 4. Quelle est la valeur du champ électrique EB mesurée au point B situé à une distance d2 = 300 m de l’émetteur ? 5. Une mesure effectué au point C indique EC=0,51mV.m-­‐1. Pourquoi le champ électrique est-­‐il si faible alors que la distance n’a presque pas varié ? AIDE : observer attentivement la carte aux points B et C ! .

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