spectre électromagnétique

Physique

2022

Nous expliquons ce qu'est le spectre électromagnétique, dans quelles régions il est divisé, à quoi il sert et comment il a été découvert.

Le spectre électromagnétique peut être divisé en régions en fonction de leur longueur d'onde.

Qu'est-ce que le spectre électromagnétique ?

Le spectre électromagnétique est la distribution de énergies de rayonnement électromagnétique. Elle peut être exprimée en termes d'énergie, bien qu'elle soit plus communément exprimée en termes de longueur d'onde et de fréquences de rayonnement. Cela va des rayonnements à longueur d'onde plus courte (rayons gamma) à ceux à longueur d'onde plus longue (ondes radio).

Il est composé de diverses sous-gammes ou portions dont les limites ne sont pas entièrement définies et ont tendance à se chevaucher. Chaque bande du spectre se distingue des autres par le comportement de ses ondes en émission, transmission et absorption, ainsi que dans ses applications pratiques.

Les ondes électromagnétiques sont des vibrations du champs électriques Oui magnétique qui transportent de l'énergie. Sontvagues se propager dans le vide à grande vitesse de la lumière.

Lorsqu'on parle du spectre électromagnétique d'un objet, on fait référence aux différentes longueurs d'onde qu'il émet (appelé spectre d'émission) ou absorbe (appelé spectre d'absorption), générant ainsi une distribution d'énergie sous la forme d'un ensemble d'ondes électromagnétiques.

Les caractéristiques de cette distribution dépendent de lala fréquence ou la longueur d'onde des oscillations, ainsi que leur énergie. Les trois grandeurs sont associées entre elles : une longueur d'onde donnée correspond à une la fréquence et une certaine énergie. Les ondes électromagnétiques peuvent s'associer à une particule appelée photon.

Le spectre électromagnétique a été découvert à la suite deexpériences et les contributions du Britannique James Maxwell, qui a découvert la présence d'ondes électromagnétiques et formalisé les équations de son étude (dites équations de Maxwell).

Régions du spectre électromagnétique

Le spectre électromagnétique, en principe, est pratiquement infini (par exemple, la plus grande longueur d'onde serait la taille de l'univers) et continu, mais jusqu'à présent, nous avons pu connaître certaines de ses régions, appelées bandes ou segments. Ce sont, du plus petit au plus grand :

  • Rayons gamma. Avec une longueur d'onde inférieure à 10-11 mètres (m) et une fréquence supérieure à 1019.
  • Rayons X. Avec une longueur d'onde inférieure à 10-8 m et une fréquence supérieure à 1016.
  • Rayonnement ultraviolet extrême. Avec une longueur d'onde inférieure à 10-8 m et une fréquence supérieure à 1,5 × 1015.
  • Rayonnement proche ultraviolet. Avec une longueur d'onde inférieure à 380 × 10-9 m et une fréquence supérieure à 7,89 × 1014.
  • Spectre visible de la lumière. Avec une longueur d'onde inférieure à 780 × 10-9 m et une fréquence supérieure à 384 × 1012.
  • Proche infrarouge. Avec une longueur d'onde inférieure à 2,5 × 10-6 m et une fréquence supérieure à 120 × 1012.
  • Infrarouge moyen. Avec une longueur d'onde inférieure à 50 × 10-6 m et une fréquence supérieure à 6 × 1012.
  • Infrarouge lointain ou submillimétrique. Avec une longueur d'onde inférieure à 350 × 10-6 m et une fréquence supérieure à 300 × 109.
  • Rayonnement micro-ondes. Avec une longueur d'onde inférieure à 10-2 m et une fréquence supérieure à 3 × 108.
  • Ondes radio ultra haute fréquence. Avec une longueur d'onde inférieure à 1 m et une fréquence supérieure à 300 × 106.
  • Ondes radio à très haute fréquence. Avec une longueur d'onde inférieure à 100 m, une fréquence supérieure à 30 × 106 Hz.
  • Onde radio courte. Avec une longueur d'onde inférieure à 180 m et une fréquence supérieure à 1,7 × 106.
  • Onde radio moyenne. Avec une longueur d'onde inférieure à 650 m et une fréquence supérieure à 650 × 103 Hz.
  • Onde radio longue. Avec une longueur d'onde inférieure à 104 m et une fréquence supérieure à 30 × 103.
  • Onde radio à très basse fréquence. Avec une longueur d'onde supérieure à 104 m, une fréquence inférieure à 30 × 103 Hz.

Les régions du spectre électromagnétique sont les rayons gamma, les rayons X, le rayonnement ultraviolet, le spectre visible, les micro-ondes et les radiofréquences.

Utilisations du spectre électromagnétique

Les rayons X sont utilisés en médecine pour regarder à l'intérieur du corps.

Les utilisations du spectre électromagnétique peuvent être très diverses. Par exemple:

  • Ondes radiofréquences. Ils sont utilisés pour transmettre des informations par voie hertzienne, telles que des émissions de radio, la télé ou l'Internet Wifi.
  • Les micro-ondes. Ils sont également utilisés pour transmettre des informations, telles que des signaux de téléphonie mobile (cellulaire) ou des antennes micro-ondes. Il est également utilisé par les satellites comme mécanisme de transmission d'informations au sol. Et ils servent, en même temps, à réchauffer les aliments dans les fours à micro-ondes.
  • Rayonnement ultraviolet. Il est délivré par le soleil et absorbé par le les plantes pour la photosynthèse, ainsi que pour notre peau lorsque nous bronzons. Il alimente également les tubes fluorescents et permet l'existence d'équipements tels que des solariums.
  • Rayonnement infrarouge. C'est celui qui transmet le Chauffer du Soleil à notre planète, d'un feu aux objets qui l'entourent, ou d'un radiateur à l'intérieur de nos pièces.
  • Le spectre de la lumière visible. Cela rend les choses visibles. De plus, il peut être utilisé pour d'autres mécanismes visuels tels que le cinéma, lampes de poche, etc.
  • Les rayons X sont utilisés en médecine pour prendre des impressions visuelles de l'intérieur de notre corps, ainsi que notre OS, tandis que les rayons gamma beaucoup plus violents sont utilisés comme forme de radiothérapie ou de traitement du cancer, car ils détruisent le ADN des cellules qui se reproduisent dans le désordre.

Importance du spectre électromagnétique

Dans le monde contemporain, le spectre électromagnétique est un élément clé pour les télécommunications et la transmission de l'information. Il est également essentiel dans les techniques d'exploration (type radar/sonar) de l'espace extra-atmosphérique pour comprendre les phénomènes astronomiques lointains dans le la météo et le espace.

Il a diverses applications médicales et pratiques qui font également partie de ce que nous considérons aujourd'hui comme qualité de vie. C'est pourquoi sa manipulation est, sans aucun doute, l'une des grandes découvertes de l'humanité.

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