Petit atlas de science moderne








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Une approche des communications à travers l’atmosphère




1)Les ondes lumineuses


Les ondes lumineuses sont ce que l’on appelle généralement la lumière, fût-elle d’origine naturelle soleil, d’origine artificielles lampes, où déduite par réflexion lune, miroir. Je considère les ondes lumineuses comprennent en plus le rayonnement ultraviolet et le rayonnement infrarouge, tout deux invisibles.
Ces ondes sont approchées par la loi de Planck décrite ci-avant. On associe à ces ondes une vitesse de 2.997929 108 m/s. Par mesure terrestre, on a remarqué et supposé que cette vitesse est constante d’où viennent de très longues théories sur l’espace-temps.
En physique, on associe justement cette énergie pure à des photons de masse à l’arrêt nulle et de fréquence  (Hz). Energétiquement, on lui associe un flux en W/m2 . On réparti ensuite les différentes franges selon la répartition approchée suivante(2 1011 2 1014  3 1015  5 1016)

IR VIS UV

Par la suite, on peut associer le candela à ces formules mais il faut le quantifier techniquement.
On peut modéliser la transmission de ces ondes à travers l’atmosphère, on détermine les différents paramètres suivants :

  1. l’absorption (selon mesures globales des restes de diffraction ou approche de la pollution et des particules d’eau solide des nuages)(%W/m2 // W/m2 //km)

  2. diffraction directe visuelle (vision floue ou brouillard) (%W/m2 // W/m2 //km)

  3. diffraction indirecte visuelle (vue des nuages par satellite et sur terre)(%W/m2 // W/m2 //km)

  4. émission d’infrarouge par effet de température (mesurable par capteurs)(W/m2/rad/km3)

  5. diffusions particulières (visible dans le ciel) )(%W/m2 // W/m2 //km)


Une attention toute particulière a été menée précédemment sur le filtrage UV par O3 qui reste cependant, selon mon intuition, moins risqué en altitude que par une lampe UV déréglée vers le sens des UVA et UVB non limités.

2)Les ondes electro-magnétiques de Maxwell


Les ondes électromagnétiques sont les ondes de base par lesquelles sont transmises les messages radio, micro-ondes, radar et GSM. Ces ondes sont représentatives des mouvements électroniques de base des électrons selon leur environnement moléculaire. Ces équations dans leur application ont des limites à très petite échelle (molécules, atomes) en terme électrique et mécanique. Ces sujets sont à traiter avec des équations énergétiques telles celle de Hamilton qui sont applicables en physique quantique.
La base de la physico-chimie, en dehors de la thermodynamique qui s’occupe de l’énergie principalement, est l’équilibre entre les noyaux élémentaires (protons et neutrons instables (isotopes)) de charge positive et les particules de charge élémentaire négative : les électrons. La loi de gravitation universelle de Newton est applicable :

F = G * m1 * m2 / r2

avec G = 6.673 10-11 N m2 / kg2

m1 : masse d’un corps

m2 : masse d’un autre corps

r : distance entre les 2 corps

Les forces électromagnétiques de base de coulomb sont applicables :

F = k * q1 * q2 / r2

avec k = 9 109 N m2 / Cb2

q1 : charge d’un corps

q2 : charge d’un autre corps

r : distance entre les 2 corps

Les forces d’inertie sont applicables.
Ces équations appliquées aux atomes et aux molécules approchent plus ou moins la réalité fixée par Maxwell par ces 4 équations

rot H = J +dD/dt

div B = 0

div D = rho

rot E = -dB/dt

avec E : champ électrique (V/m)

D : champ de divergence (orienté matières) (A sec / m2) =  * E

H : champ magnétique (A/m)

B : champ d’induction (orienté matières) (V sec / m2) =  * H

de là pour les ondes standard : w = (E * D / 2) + (H * B / 2) (J/m3 , W sec /m3)

50% 50%

dw = w * c (W/m2) avec c = 1 /  
En prenant une transmission élémentaire, on a :

E = E0 ej(t-kr) avec c = /k

H = H0 ej(t-kr)
rot H = dD/dt  -jk X H = j  D  E/H  k/  1/c

rot E = -dB/dt  k X E =  B  E/H  /k  c
D’où H/E / : rapport d’influence selon les matières entre électrique et magnétique

c = 1/ : vitesse associée à la matière pour la lumière

pour le vide 0 = 8.85 10-12 A sec / V m

0 = 1.26 10-6 V sec / Am

En réalité, la transmission à travers l’eau est un peu plus compliquée et il faut alors tenir compte de la conductivité interne en cas de gouttelettes ou de glace éventuellement .

Le facteur de phase de l’onde devient alors : ej(t-kr) avec k = k0 k selon la même direction

on pose jk =  + j

avec  : atténuation

et  : nombre d’onde

On utilise les mêmes équations de Maxwell

et en plus l’équation de continuité : div J + d rho/dt = 0
On trouve : k2 = (/c)2 – j
Le facteur de phase que l’on trouve devient ainsi : ej(t - k) e-k
Il suffit alors de faire correspondre la caractéristique de l’atmosphère aux paramètres physiques correspondants.
On peut modéliser la transmission de ces ondes à travers l’atmosphère, on détermine les différents paramètres suivants :

1) la vitesse de transmission associée à la vitesse de la lumière(m/s2)

2) le paramètre d’atténuation pour de l’eau liquide ou solide incluse (%W/m2 // W/m2 //km)

  1. la valeur relative au vide de la constante diélectrique

  2. la valeur relative au vide de la perméabilité

  3. l’importance relative de l’électrique et du magnétique (H/E)

6) d’envisager la possible possibilité de diffraction moléculaire (radar % nuages)
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