Par Robert Hazen, Ph.D., Université George Mason
Les caractéristiques du rayonnement micro-ondes
Les micro-ondes comprennent le rayonnement électromagnétique avec des longueurs d’onde allant d’environ un tiers de millimètre à un tiers de mètre, soit environ un pied de long. Cette portée chevauche les ondes radio les plus courtes, et il n’y a pas de division claire entre la radio et les micro-ondes. Les fréquences hyperfréquences par conséquent, en raison de leur longueur, vont d’environ un milliard à environ cent milliards de cycles par seconde.
C’est un à cent gigahertz. Un gigahertz est un milliard de cycles par seconde. Les micro-ondes sont produites principalement par un champ électrique oscillant rapide ou un champ magnétique, et elles trouvent un certain nombre d’utilisations courantes dans les technologies.
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Micro-ondes à la maison
L’application quotidienne la plus fréquente des micro-ondes est probablement dans les fours à micro-ondes. Le four à micro-ondes repose sur le fait que les molécules d’eau présentes dans tous les types d’aliments absorbent en fait des micro-ondes d’une fréquence particulière, 2,45 gigahertz.
Lorsqu’une fréquence de 2,45 gigahertz est appliquée à une molécule d’eau, celle-ci commence à vibrer rapidement et oscille à cette fréquence. Voici donc une technologie largement utilisée aujourd’hui pour chauffer les aliments, mais elle est également utilisée dans de nombreuses technologies et industries différentes, car d’autres longueurs d’onde dans les micro-ondes peuvent être utilisées pour chauffer d’autres types de matériaux.
Ainsi, il est parfois utilisé pour chauffer des matériaux dans des laboratoires de synthèse, etc. Les micro-ondes sont donc largement utilisées pour les applications de chauffage. L’effet du chauffage par micro-ondes aurait été découvert par un physicien nommé Percy Spencer.
Comment fonctionne un four à micro-ondes
Le four à micro-ondes est un appareil magnifiquement conçu et très simple. Il dispose d’un générateur de micro-ondes appelé magnétron. Et un magnétron est un appareil qui est simplement conçu pour faire osciller un champ magnétique à environ deux gigahertz et demi. Ainsi, ce dispositif, qui comporte un oscillateur dans une partie, produit alors des micro-ondes, qui sont ensuite focalisées et réfléchies à travers un conduit.
Le four à micro-ondes doit avoir deux caractéristiques. La première est que les micro-ondes doivent être réfléchies sur la surface intérieure car si les micro-ondes se déversent dans la boîte, elles se dispersent, rebondissent, puis sont finalement absorbées par les aliments.
Mais les parois extérieures du micro-ondes doivent être opaques aux micro-ondes afin qu’elles ne s’échappent pas. L’autre appareil principal du four à micro-ondes est un magnétron, qui se place simplement sur le côté de cette boîte et pompe les micro-ondes dans la boîte. C’est ainsi que fonctionne le four à micro-ondes.
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Micro-ondes en communication
Une autre application importante des micro-ondes est en communication. Les micro-ondes peuvent être focalisés sur un faisceau étroit, comme une lampe de poche. Ils ne sont pas facilement dispersés par les airs. Les micro-ondes sont utilisées pour assurer une communication sécurisée et point à point, de sorte que les personnes sur le côté ne sont pas en mesure de capter cette transmission.
Il est nécessaire d’avoir une ligne de visée directe avec des communications par micro-ondes. C’est pourquoi il y a des tours relais à micro-ondes qui parsèment la campagne. Ce sont de hautes tours avec des dispositifs en forme de cône étranges, et elles pointent dans une direction ou dans une autre. Ils relient différentes tours à micro-ondes, il y a donc un réseau de communication de stations relais à micro-ondes.
En passant, la plupart des téléphones cellulaires à un moment ou à un autre, ainsi que les communications par satellite, utilisent des relais micro-ondes. Mais les combinés ne peuvent pas avoir une communication point à point, ils doivent émettre des signaux dans toutes les directions parce que la personne se déplace. Ainsi, tout le monde peut écouter la conversation, c’est pourquoi les conversations sur téléphone portable ne sont pas sécurisées, même si la communication par micro-ondes point à point l’est.
Comment les micro-ondes sont utilisées pour fabriquer un radar
Le radar utilise la réflexion des micro-ondes sur des objets solides. Une antenne radar sert souvent à la fois d’émetteur et de récepteur. Des micro-ondes sont envoyés de ce plat, puis ils sont renvoyés dans le plat. Les directions, la distance et la vitesse de l’objet peuvent être déterminées par le radar.
Le radar militaire moderne est incroyable. C’est tellement sensible qu’on dit qu’on peut ramasser une mouche domestique à une distance d’un mile avec un radar militaire moderne. C’est donc un moyen très sensible de saisir la distance, la direction et la vitesse d’un objet.
Le radar peut être bloqué de différentes manières. La première consiste simplement à diffuser un faisceau de micro-ondes de très haute intensité, qui submerge le détecteur de radar. Une autre consiste à laisser tomber beaucoup de morceaux de matériau métallique brillant, qui agissent comme des réflecteurs et confondent le radar car il capte tant de coups et d’échos différents.
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Technologie furtive contre les micro-ondes
Les militaires modernes travaillent de nos jours sur la technologie furtive. Dans les premiers jours, l’équipement furtif avait beaucoup de surfaces planes et lisses, et les surfaces planes servaient en partie de miroirs réfléchissants pour les micro-ondes. Les surfaces en forme de miroir sont un moyen d’obtenir une apparence furtive.
L’équipement furtif plus récent, cependant, a des matériaux absorbant les micro-ondes, qui sont beaucoup plus lisses à leur surface. Et cela fonctionne d’une manière légèrement différente. Dans tous les cas, vous pouvez imaginer que certains de ces chasseurs furtifs ont l’apparence d’une mouche domestique à environ un kilomètre. Ce sont d’excellents matériaux absorbant les radars et sont presque invisibles aux radars.
Questions courantes sur les micro-ondes
Les micro-ondes sont largement utilisées aujourd’hui. Certaines des utilisations des micro-ondes comprennent les appareils de chauffage, les appareils de communication et les radars.
Un four à micro-ondes a deux caractéristiques. Le dispositif principal du four à micro-ondes s’appelle un magnétron qui fait osciller un champ magnétique à une fréquence spécifique. Cet oscillateur produit des micro-ondes.
La diffusion d’un faisceau hyperfréquence à haute intensité peut brouiller les radars. De plus, les objets brillants agissent comme des réflecteurs entraînant le blocage des radars.