ÉLECTROMAGNÉTISME

Une antenne, dans laquelle oscillent des ELECTRONS, est entourée d'un champ électromagnétique oscillant.

Feynman (1918-1988), Prix Nobel 1965, avait écrit, dans son livre Electromagnétisme, (Tome 1, réédité par Dunod en 1999) :

Le champ électromagnétique décolle et se propage librement à travers l'espace sans être connecté d'aucune facon avec sa source. La chenille est devenue papillon !

Comment ce champ électromagnétique peut-il s'entretenir ? La réponse est la suivante :

Du fait qu'un champ électrique (E) variable engendre un champ magnétique (H), et qu'un champ magnétique variable engendre un champ électrique, ils ne peuvent s'empêcher de s'entretenir mutuellement. Supposez que le champ magnétique vienne à disparaître. Il y aurait un champ magnétique variable qui produirait un champ électrique. Si ce champ électrique essayait de s'en aller, le champ électrique variable recréerait à nouveau un champ magnétique. Ainsi, en jouant entre eux perpétuellement, par transformation réciproque, d'un champ à l'autre, ils doivent continuer pour toujours. Il leur est impossible de disparaître. Ils s'entretiennent mutuellement dans une sorte de danse, l'un créant l'autre, le second créant le premier, en se propageant à la vitesse (c), quel que soit le milieu. Une onde électromagnétique, en toute circonstance, vogue à la vitesse (c) suivant une certaine direction à laquelle sont associés un champ électrique et un champ magnétique. Le vecteur n'a pas une direction constante, mais en tout point, le champ magnétique est à la fois perpendiculaire au champ électrique et à la direction de propagation.

Pour représenter le champ électromagnétique d'une onde hertzienne tracons, autour d'un point (A), représentant l'antenne d'un émetteur de puissance (W) des cercles concentriques de rayons croissants (Rn = n . λ) où (n) est la suite des nombres entiers et (λ) la longueur d'onde, . Ces cercles correspondent aux surfaces d'onde où, à chaque instant, (n . t = n . λ / c), le champ hertzien se retrouve dans le même état ondulatoire.

Tout point de la surface de ce cercle est le lieu d'un vecteur de force [P (H et E) ] dont l'énergie diminue en fonction du carré de la distance parcourue depuis l'antenne d'émission.

Si, sur deux plans (x et y), perpendiculaires entre eux, on projette les deux vecteurs (H )et (E), alors qu'ils tournent (f) fois par seconde et se déplacent d'une longueur (λ) en un temps (t = 1 / f), on obtient deux courbes sinusoidales perpendiculaires entre elles de fréquence (f) et de longueur d'onde (λ).

Ces vecteurs de force. [ P (H et E)] interagissent en présence de certains objets, comme par exemple :

a) - les ÉLECTRONS d'une antenne réceptrice.

b) un obstacle sur lequel les vecteurs [P (H et E)] rebondissent

c) une plaque métallique perforée d'une fente (F). Où l'on constate que Les vecteurs [P (H et E)] qui franchissent la fente se comportent comme une nouvelle source à partir de laquelle se développe un champ électromagnétique sphérique (figure ci-dessus).

Spectre des ondes hertziennes

Désignation francophone	Fréquence	Longueur d’onde	Autres appellations	Exemples d'utilisation
EBF (extrêmement basse fréquence)	3 Hz à 30 Hz	100 000 km à 10 000 km		Détection de phénomènes naturels
SBF (super basse fréquence)	30 Hz à 300 Hz	10 000 km à 1 000 km		Communication avec les sous-marins
UBF (ultra basse fréquence)	300 Hz à 3 000 Hz	1 000 km à 100 km		Appareil de recherche de victimes d'avalanche
TBF (très basse fréquence)	3 kHz à 30 kHz	100 km à 10 km	ondes myriamétriques	Communication avec les sous-marins, Implants médicaux, Recherches scientifiques...
BF (basse fréquence)	30 kHz à 300 kHz	10 km à 1 km	grandes ondes ou ondes longues ou kilométriques	Radionavigation, Radiodiffusion GO, Radio-identification
MF (moyenne fréquence)	300 kHz à 3 MHz	1 km à 100 m	petites ondes ou ondes moyennes ou hectométriques	Radio AM
HF (haute fréquence)	3 MHz à 30 MHz	100 m à 10 m	ondes courtes ou décamétriques	Communication pour les vols long courrier, Radio-identification...
THF (très haute fréquence)	30 MHz à 300 MHz	10 m à 1 m	ondes ultra-courtes ou métriques	Radio FM, Télévision
UHF (ultra haute fréquence)	300 MHz à 3 GHz	1 m à 10 cm	ondes décimétriques	GSM, GPS, Wi-Fi
SHF (super haute fréquence)	3 GHz à 30 GHz	10 cm à 1 cm	ondes centimétriques	Micro-onde
EHF (extrêmement haute fréquence)	30 GHz à 300 GHz	1 cm à 1 mm	ondes millimétriques	Radars anticollision pour automobiles, Liaisons vidéo transportables
Térahertz	300 GHz à 3 000 GHz	1 mm à 100 µm	ondes submillimétriques

Comme toutes les ondes électromagnétiques, les ondes hertziennes se propagent dans l'espace, à partir d’une antenne, à la vitesse dite de la lumière et avec une atténuation proportionnelle au carré de la distance parcourue. Dans l'atmosphère, elles subissent en outre des atténuations liées aux précipitations, et peuvent être réfléchies ou guidées par la partie de la haute atmosphère appelée ionosphère.

Elles sont atténuées ou déviées par les obstacles, selon leur longueur d'onde, la nature du matériau, sa forme et sa dimension. Pour simplifier, un matériau conducteur aura un effet de réflexion, alors qu'un matériau diélectrique produira une déviation, et l'effet est lié au rapport entre la dimension de l'objet et la longueur d'onde.

Les ondes hertziennes térahertz les plus courtes (100 µm) chevauchent les ondes les plus longues des photons infrarouges comprises entre (0,78 µm et 1 000 µm) sans que les deux sortes de rayonnement se confondent. En effet ils sont de nature différente : Les ondes hertziennes sont dépourvus de photons.