Four à micro onde : pourquoi les ondes ne peuvent elles pas s'échapper

[krenouj]

Bonsoir,

D'après vous, pourquoi les ondes électromagnétiques sont elles filtrées par la porte pleine de trous.

Quand je pose la question, on me répond systématiquement que c'est le rapport entre la longueur d'onde employée, la taille et l'espacement des tours de la porte .

D'après l'article de wikipediaa (http://fr.wikipedia.org/wiki/Four_%C3%A0_micro-ondes) la fréquence employée est de 2 450 MHz soit 12,2cm alors que les trous et leur espacement sont de qqs mm.

Pour comparer la taille d'un objet et d'une longueur d'onde, je comprends l'image du nageur qui ne perturbe pas la houle dans laquelle il nage, contrairement à un gros bateau.

En revanche qu'un trou ou une matrice de trous puissent être des obstacles ça me laisse un peu dubitatif.

Pour rester dans les images, je ne vois pas ce qui empêcherait un serpent de passer dans un trou quelque soit sa fréquence de serpentement.

J'ai cru comprendre que cela s'appliquait aussi aux phénomènes mécaniques. J'ai vu des projets de matrices de plots en pleine mer pour atténuer ou dévier les grandes vagues.

Je serai très content si vous pouviez m'éclairer sur la question.
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[gatsu]

Salut,

C'est un résultat assez classique que l'on trouve lorsqu'on étudie les guides d'onde parallelepipediques par exemple qui dit qu'une onde EM de longueur d'onde ne peut pas passer dans un guide conducteur de largeur inférieure à la longeur d'onde en gros.
Dans le cas des micro ondes, ce sont effectivement des ondes centimètriques alors que la taille caractéristique des trous de la grille conductrice est plutot de l'ordre du millimètre, donc l'onde ne passe pas.

[Jeanpaul]

Ce ne sont pas les trous qui arrêtent les ondes mais bien la matière entre les trous.

[krenouj]

D'accord, la matière arrête les ondes et les trous sont plus petits que la longueur d'onde.

Cependant je n'arrive toujours pas à "sentir" le rapport entre la longueur d'onde, la taille des trous et l'opacité de la porte.

Est ce que c'est descriptible avec des images simples?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jeanpaul]

Ce n'est pas simple à rendre intuitif et d'ailleurs il existe des exceptions pour certains agencements :
http://www.fresnel.fr/clarte/plasmon...lasmonique.php

[f6bes]

Bjr krenouj,
Commençons d'abord par de débarasser d'idées fausses!

Un "grillage" n'ARRETE pas (faut définir le mot "arréter) les ondes, il ne fait que les ATTENUER. Trés fortement certe suivant la maille de celui çi !

Pour "sentir" (d'une façon imagée): pour que l'onde puisse "passer" faut que les mailles soit au moins égales à la longueur d'onde. L'onde arrivera à passer en "entier" si elle arrive bien face à la maille.
Les "bords" passeront "sans toucher". Plus petit l'onde va se prendre un "obstacle" partiel sur son cheminement. Disons que toute l'onde ne passera pas.
Plus cela va etre petit, plus l'onde va se heurter au "grillage" , moins il en passera.
La porte n'est donc pas "opaque" comme tu le supposes !
On considére qu'avec des trous à 1/10 de la longueur d'onde cela atténue d'environ 90%,peut etre un peu plus. On estime cela SUFFISANT pour le résultat demandé.
Mais ce n'est pas "opaque".(il reste des miettes !)
Bonne journée

[LPFR]

Bonjour.
Il est vrai qu'il n'est pas facile de "sentir" les choses quand il s'agit des camps électromagnétiques. Il faut beaucoup réfléchir, et regarder de près et encore!
Vous pouvez déjà réfléchir à ce qui se passe avec un champ électrostatique parallèle à la plaque avec des trous (par exemple, un champ produit par un dipôle). Vous verrez que le champ doit faire des acrobaties pour respecter les conditions limites: il doit être perpendiculaire au métal.

Revenons aux micro-ondes. Ce qui a été dit par Gatsu et Jeanpaul est correct. Je peu vous aider à chiffrer l'ordre de grandeur des choses. Quand on essaye de faire rentrer une onde dans un guide d'ondes dont la largeur est inférieure à lambda/2, l'onde ne pénètre pas: le vecteur d'onde devient imaginaire, la vitesse de groupe est imaginaire, c'est à dire qu'il n'a pas d'onde proprement dite. Mais cela ne veut pas dire qu'il n'y a pas de champ de l'autre côté. Seulement ce champ n'est pas celui d'une onde électromagnétique progressive. C'est ce que l'on appelle une "onde évanescente". On trouve ce même type d'onde aussi du "mauvais côté" dans la réflexion totale en optique.
On revient au champ électrique. Pour une onde en mode TE1 (le mode avec la plus basse fréquence de coupure basse), de largeur 'a' se propageant dans le sens des z, le champ électrique est donné par:

Pour a<< lambda on voit mieux l'exponentielle du milieu: elle est, en gros, . C'est à dire, que la "profondeur de pénétration" du champ électrique est de l'ordre de grandeur d'un tiers du diamètre des trous. C'est à dire, qu'à une distance égale au diamètre des trous, le champ est déjà 20 fois plus faible.
Et, je vous rappelle: ce n'est même pas une onde progressive.
Au revoir.

[LPFR]

Re.
J'ai oublié un 'x' dans ma formule:

A+

[krenouj]

Merci pour vos réponses