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Concept
Mode sifflement
Résumé
Le mode sifflement est un mode de propagation dispersif dans les plasmas magnétisés. Excitées par les parasites atmosphériques créés par la foudre, des perturbations se propagent dans la magnétosphère d'un hémisphère à l'autre de la Terre. Son caractère dispersif provoque un étalement des fréquences. L'enregistrement du signal transposé en signal acoustique donne l'impression d'un sifflement. Ce sifflement caractéristique est dénommé « siffleur » (issu de « whistler » en anglais).
Le milieu de propagation du mode sifflement est un plasma magnétisé, de pulsation plasma électronique et de pulsation cyclotronique électronique , respectivement liées à l'existence d'une densité d'électrons libres dans le plasma et à la présence d'un champ d'induction magnétique .
La propagation est parallèle au champ magnétique. Le vecteur d'onde est colinéaire au champ .
C'est un mode électromagnétique électronique droit. Le mode droit a deux branches, une élevée et une basse. La première se propage pour une pulsation élevée, supérieure à la pulsation plasma du milieu. La seconde est celle qui nous intéresse. C'est la branche de plus basse fréquence. Elle présente une résonance à la pulsation cyclotronique électronique.
On appelle mode sifflement la partie basses fréquences du mode droit. La pulsation satisfait à l'inégalité suivante : . Cette solution n'est pas triviale car nous parlons d'un mode qui se propage dans un plasma à une pulsation inférieure à la pulsation plasma.
Le mode sifflement est un mode électronique. Pour des pulsations trop basses, le mouvement des ions devient important. Soit la pulsation plasma ionique, la pulsation satisfait aussi à l'inégalité suivante : .
Les siffleurs sont dans la gamme radio des très basses fréquences, very low frequency (VLF) en anglais, typiquement de l'ordre de .
Nous allons maintenant utiliser les équations de la physique pour trouver l'équation de dispersion du mode sifflement.
Afin que les calculs soient plus simples, nous ferons d'autres hypothèses.
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