Bonjour à tous,
Je fais un TIPE (en première année) sur les fours micro-ondes. La fréquence des ondes émises par le magnétron de ce dernier est à peu près 2,45Ghz ce qui devrait être d'après ce que j'ai lu la fréquence de résonance de la molecule d'eau.
J'aimerais savoir comment il est possible de calculer cette fréquence de résonnance.
Si vous aviez d'autres infos sur les intéractions entre molécule d'eau et ondes électromagnétiques, je serais preneur ^^.
Merci d'avance
Jim.
Bonjour
Tout d’abord qu’entends-tu par fréquence de résonance d’une molécule ?
S’il s’agit de fréquences de vibration alors une molécule en possède plusieurs. La molécule d’eau a 3 fréquences de vibrations. On peut effectivement les calculer mais également les mesurer. Pour l’eau on a une fréquence vers 48000 GHz et deux fréquences vers 100000 GHz.
On est très loin des 2,45 GHz du four micro-onde ! Cette fréquence n’a rien à voir avec les fréquences de vibration de la molécule.
Par contre la molécule d’eau étant polaire (charge négative sur l’oxygène et charges positives sur les atomes d’hydrogène), cette molécule va avoir tendance à s’aligner avec le champ électrique du rayonnement micro-onde. Ce champ changeant de sens 2,45 109 fois par seconde la molécule va donc changer autant de fois d’orientation par seconde et les frottements entre les molécules d'eau va donc dégager de la chaleur.
Effectivement, les documents que j'avais lu était faux... Après vérification j'ai trouvé ça sur wikipedia anglophone:
Mais dans ce cas, pourquoi avoir choisi une fréquence de 2,45Ghz? Est-elle plus efficace que les autres?Microwave heating is sometimes incorrectly explained as resonance of water molecules, which only occurs at much higher frequencies, in the tens of gigahertz.
Ou peut-être est-ce simplement le meilleur compromis entre puissance/fréquence/coût?
En tout cas merci pour cette réponse rapide et préciseLes puissances disponibles sont de l'ordre de quelques kW en continu (des MW crête) à 3 GHz et de centaines de Watt (des centaines de kW crête) à 10 GHz. Des magnétrons sont disponibles jusqu'à 35 GHz (bande Ka). Pour obtenir ces puissances une tension de plusieurs millers de Volt est nécessaire.
Bon, il doit y avoir des raisons technologiques pour ce choix de fréquence. Mais je pense que cette fréquence est tout à fait compatible avec le temps de « retournement » de la molécule d’eau (cette fréquence n’est pas si éloignée de la fréquence de rotation de la molécule d’eau à l’état gazeux).
Pour compléter, on peut dire que l’absorption de l’onde électromagnétique présentera un maximum pour une fréquence que l’on appelle fréquence de relaxation diélectrique. Cette fréquence dépend naturellement de la molécule (sa taille et sa polarité) mais également de la température. C’est peut être cette fréquence que tu appelles fréquence de résonance. Je ne sais pas si on peut la calculer.
Merci pour ces réponses, philou21, je vais creuser dans ces voies là, je mettrai un ptit post si j'ai trouvé, ça peut toujours intéresser des gens. Je reste bien sûr ouvert à toute proposition.
