Qu'est-ce qu'une ondes? un Hertz? une fréquence? Par Martin VE2BQA

 

Nous tenterons ici de répondre aux questions que les gens peuvent se poser sur ces  différents sujets.

Ne vous êtes vous pas déjà demandé comment la voix se propage dans l'air? Comment votre sucre à la crème cuit aux micro-ondes? Quel est le principe derrière la réception des signaux de télédiffusion sur les "oreilles de lapin" de votre téléviseur?

Tout ceci est possible grâce aux mouvements des ondes. Que ce soit des ondes de basses ou encore de hautes fréquences, les signaux sont en fait des vibrations invisibles transportant un signal intelligent ou non.

Avant d'aller plus loin voici ce qu'est une onde :

Selon Le petit Robert, une onde est caractérisée par un phénomène de :

• Déformation, ébranlement ou vibration dont l'élongation est une fonction périodique des variables de temps et d'espaces.
  
  

En d'autres mots, il s'agit d'un mouvement soutenu d'une particule suivant un cycle sinusoïdal à une grandeur et à une vitesse donnée dans le temps. On peut dire qu'il s'agit du mouvement d'une particule dans un temps et à une vitesse donnée.

Pour ne pas trop être technique, une onde sinusoïdale est en fait un peu comparable à un son ou encore une note de musique. Si vous décrochez votre téléphone vous entendrez un son. Il s'agit en fait d'une onde sinusoïdale excitée à une certaine fréquence, amplifiée par un circuit audio relié à un haut parleur.

Pour être diffusée, une onde a généralement besoin d'un médium de transmission afin de propager son mouvement. Ainsi, pour la voix humaine, le médium de transmission est l'air. Lorsque nous parlons, nous appliquons une vibration sur les particules d'air et le mouvement de cette vibration est transporté d'un atome à l'autre sur une certaine distance. La distance est dite aléatoire car les interférences que le mouvement rencontrera sur son parcours viendront atténuer ou amplifier le mouvement, selon que ces interférences sont destructives (atténuation le signal) ou constructives (amplification du signal).

Le même phénomène est un peu plus visible lorsque l'on utilise l'eau comme médium de transmission. Ainsi, si nous jetons une pierre au milieu d'un lac nous verrons très bien le mouvement de l'onde se propager dans le temps.

Du coté des ondes radio, le principe est le même mais légèrement plus complexe à définir. Aucun médium de transmission n'est requis. Ces champs se propagent donc dans le vide. Ainsi, les électrons sont excités jusqu'à l'antenne et ensuite l'énergie est transposée aux photons dans le vide. Les photons transportent alors l'énergie RF d'un point A vers un point B dans le vide entre deux antennes. À l'autre extrémité, l'antenne reçoit ces photons et transpose l'énergie des photons vers ses électrons qui eux, se déplaceront d'un atome à l'autre pour transporter cette énergie jusqu'à la radio.

Le fait que d'une journée à l'autre la même onde ne parcourt pas le même chemin est difficile à expliquer car à ce niveau, plusieurs phénomènes viennent affecter les ondes. On peut penser au rayonnement solaire qui à l'occasion ionise plus ou moins la couche ionosphérique de l'atmosphère et on peut aussi considérer les conditions météo, les sources électromagnétiques avoisinantes, etc.

Nous verrons dans une autre page comment ces phénomènes viennent affecter directement les ondes.

Maintenant que nous savons de quoi a l'air une onde, il nous reste à définir ce qu'est un hertz, une période et une fréquence.

Tel que décrit précédemment, l'onde est en fait un mouvement oscillatoire sinusoïdal. La période est simple à définir et elle consiste au temps que prendre l'onde pour parcourir un mouvement sinusoïdal complet. C'est à dire : partir d'un niveau 0, monter à un niveau maximum, redescendre à 0, continuer la descente jusqu'à un niveau minimum et ensuite revenir une dernière fois à 0. Ainsi, si l'onde prend 1 seconde pour faire le mouvement complet (0 - max - 0 - min - 0), on dira d'elle que sa période est de 1 seconde. Si l'onde prend 0.1 seconde, on dira que l'onde à une période de 100 millisecondes.

La fréquence et le Hertz sont quant à eux reliés. On définit une fréquence en unités appelés Hertz (du nom de Heinrich Hertz, le premier à prouver l'existence des ondes élecromagnétiques) et sa valeur est obtenue en calculant l'inverse de la période. Pour reprendre notre exemple plus haut, si nous avons une période de 0.1 secondes, il faut faire le petit calcul de 1 divisé par 0.1 pour obtenir notre fréquence. Le calcul nous donne un résultat de 10. Nous aurons alors une fréquence 10 Hertz.

J'espère que ce petit résumé ne vous aura pas trop embrouillé. N'hésitez pas à communiquer avec nous si vous avez des questions ou commentaires au sujet de ce texte.

Nous verrons dans une autre page la correspondance entre les longueur d'onde et les hertz.