Exercice 1 : Identification d’onde EM

Une onde électromagnétique a un champ électrique E = 2.5×10^-3 V/m.

1. Calculer l’amplitude du champ magnétique associé.

2. Quelle est son énergie transportée par unité de volume ?

Exercice 2 : Ondes radio

Une station FM émet à 98.5 MHz.

1. Calculer la longueur d’onde dans l’air.

2. Si l’intensité est 1 mW/m², trouver l’amplitude de E.

Exercice 3 : Lumière visible

Un laser hélium-néon émet une lumière rouge à 632.8 nm.

1. Calculer sa fréquence et énergie photonique.

2. Si sa puissance est 5 mW, combien de photons émet-il par seconde ?

Exercice 4 : Polarisation

Une onde EM polarisée linéairement a une intensité I₀ = 10 W/m².

1. Quelle est l’intensité après un polariseur à 30° ?

2. Et après un second polariseur à 60° par rapport au premier ?

Exercice 5 : Spectre EM

Classer ces ondes par longueur d’onde croissante :

• Rayons X (1 nm) • Micro-ondes (1 cm) • Lumière verte (530 nm) • Ondes radio (100 m)

Exercice 6 : Énergie photonique

Un photon UV a une longueur d’onde de 250 nm.

1. Calculer son énergie en joules et électronvolts.

2. À quelle température correspond cette énergie ?

Exercice 7 : Télécommunications

Un satellite émet à 12 GHz avec une puissance de 20 W.

1. Calculer la longueur d’onde dans le vide.

2. Si l’antenne a un gain de 40 dB, quelle est la puissance reçue à 100 km ?

Exercice 8 : Indice de réfraction

Dans un milieu d’indice n = 1.5, une lumière a λ = 400 nm.

1. Quelle est sa vitesse et sa longueur d’onde dans ce milieu ?

2. Quelle est sa fréquence ?

Exercice 9 : Pression de radiation

Un laser de 1 W éclaire parfaitement une surface réfléchissante de 1 cm².

1. Calculer la pression de radiation.

2. Quelle force exerce-t-il ?

Exercice 10 : Effet Doppler

Une ambulance émet à 1 kHz et se déplace à 30 m/s vers un observateur.

1. Calculer la fréquence perçue (v_son = 343 m/s).

2. Quelle serait la fréquence si elle s’éloignait ?