Spectre électromagnétique

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

1. Quel est le spectre électromagnétique?

Le spectre électromagnétique est la gamme totale de tous les rayonnements électromagnétiques . Il s'étend de la longueur d'onde la plus courte (par exemple, les rayons gamma) à la longueur d'onde la plus longue, telle que les ondes radio.

Il se compose de différentes sous-plages ou parties, 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 lors de l'émission, de la transmission et de l'absorption, ainsi que par ses applications pratiques.

Les ondes électromagnétiques sont des vibrations entraînées par les champs électriques et magnétiques de l'univers . Ces ondes sont capables de se propager dans le vide ou à une vitesse très proche de celle de la lumière.

Lorsque nous parlons du spectre électromagnétique d’un objet, nous entendons la quantité de rayonnement électromagnétique émise par une substance (appelée spectre d’émission) ou absorbée (appelée 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 la fréquence, de l'amplitude et de la longueur d'onde des mêmes ondes, ainsi que des niveaux d'énergie des particules en mouvement qui les composent. : les photons.

Le spectre électromagnétique a été découvert à la suite des expériences et des contributions du britannique James Maxwell, qui a découvert la présence d’ondes électromagnétiques et formalisé les équations de son étude (connue sous le nom d'équations de Maxwell).

Voir aussi: électromagnétisme

1. Régions du spectre électromagnétique

Le spectre électromagnétique est en principe infini et continu, mais nous avons pu en connaître différentes régions, appelées bandes ou segments, en fonction de leurs caractéristiques d'onde spécifiques. Ses régions sont, du plus petit au plus grand :

• Rayons gamma Longueur d'onde inférieure à 10 × 10 ^-12 m, fréquence supérieure à 30 × 10 ¹⁸ Hz et quantité d'énergie supérieure à 20 × 10 ^-15
• Rayons X Longueur d'onde inférieure à 10 × 10 ^-9 m, fréquence supérieure à 30 × 10 ¹⁵ Hz et quantité d'énergie supérieure à 20 × 10 ^-18
• Rayonnement ultraviolet extrême Longueur d'onde inférieure à 200 × 10 ^-9 m, fréquence supérieure à 1, 5 × 10 ¹⁵ Hz et quantité d'énergie supérieure à 993 × 10 ^-21
• Rayonnement ultraviolet à proximité . Longueur d'onde inférieure à 380 × 10 ^-9 m, fréquence supérieure à 7, 89 × 10 ¹⁴ Hz et quantité d'énergie supérieure à 523 × 10 ^-21
• Spectre visible de la lumière . Longueur d'onde inférieure à 780 × 10 ^-9 m, fréquence supérieure à 384 × 10 ¹² Hz et quantité d'énergie supérieure à 255 × 10 ^-21
• Proche infrarouge Longueur d'onde inférieure à 2, 5 × 10 ^-6 m, fréquence supérieure à 120 × 10 ¹² Hz et quantité d'énergie supérieure à 79 × 10 ^-21
• Infrarouge moyen . Longueur d'onde inférieure à 50 × 10 ^-6 m, fréquence supérieure à 6 × 10 ¹² Hz et quantité d'énergie supérieure à 4 × 10 ^-21
• Infrarouge lointain ou inférieur au millimètre . Longueur d'onde inférieure à 1 × 10 ^-3 m, fréquence supérieure à 300 × 10 ⁹ Hz et quantité d'énergie supérieure à 200 × 10 ^-24
• Rayonnement hyperfréquence . Avec une longueur d'onde inférieure à 10 ^-2 m, une fréquence supérieure à 3 × 10 ⁸ Hz et une quantité d'énergie supérieure à 2 × 10 ^-24
• Ondes radio ultra haute fréquence . Longueur d'onde inférieure à 1 m, fréquence supérieure à 300 × 10 ⁶ Hz et quantité d'énergie supérieure à 19, 8 × 10 ^-26
• Ondes radio très haute fréquence . Longueur d'onde inférieure à 10 m, fréquence supérieure à 30 × 10 ⁶ Hz et quantité d'énergie supérieure à 19, 8 × 10 ^-28
• Radio à ondes courtes . Longueur d'onde inférieure à 180 m, fréquence supérieure à 1, 7 × 10 ⁶ Hz et quantité d'énergie supérieure à 11, 22 × 10 ^-28
• Onde moyenne de radio . Longueur d'onde inférieure à 650 m, fréquence supérieure à 650 × 10 ³ Hz et quantité d'énergie supérieure à 42, 9 × 10 ^-29
• Longue onde radio Longueur d'onde inférieure à 10 × 10 ³ m, fréquence supérieure à 30 × 10 ³ Hz et quantité d'énergie supérieure à 19, 8 × 10 ^-30
• Onde radio très basse fréquence . Avec une longueur d'onde supérieure à 10 × 10 ³ m, une fréquence inférieure à 30 × 10 ³ Hz et une quantité d'énergie inférieure à 19, 8 × 10 ^-30

Ainsi, les régions du spectre électromagnétique sont les rayons gamma, les rayons X, le rayonnement ultraviolet, le spectre visible, les micro-ondes et la radiofréquence.

1. Utilisations du spectre électromagnétique

Les utilisations du spectre électromagnétique peuvent être très diverses, en fonction de chaque région. Par exemple:

• Les ondes de fréquence radio sont utilisées pour transmettre des informations par voie hertzienne, telles que les émissions de radio, la télévision ou Internet Wi-Fi.
• Les hyperfréquences servent également à transmettre des informations, telles que les signaux de téléphones mobiles (cellulaires) ou les antennes hyperfréquences. Les satellites l'utilisent également comme mécanisme de transmission d'informations au sol. Et ils servent en même temps à réchauffer des aliments dans des fours à micro-ondes.
• Les rayons ultraviolets sont émis par le soleil et absorbés par les plantes pour la photosynthèse, ainsi que par notre peau lorsque nous bronzons. Il alimente également les tubes fluorescents et permet l'existence d'installations telles que le solarium.
• Le rayonnement infrarouge est celui qui transmet la chaleur du Soleil à notre planète, d’un feu aux objets qui l’entourent, ou d’un chauffage dans nos chambres.
• Le spectre de la lumière visible rend les choses visibles, comme nous le savons. En outre, il peut être utilisé pour d'autres mécanismes visuels tels que le cinéma, les lampes de poche, etc.
• Les rayons X sont utilisés en médecine pour créer des impressions visuelles de l'intérieur de notre corps, tels que nos os, tandis que les rayons gamma, beaucoup plus violents, sont utilisés comme forme de radiothérapie ou de traitement du cancer., puisqu'ils détruisent l'ADN des cellules qui se reproduisent de manière désordonnée.

1. Importance du spectre électromagnétique

Dans le monde contemporain, le spectre électromagnétique est un élément clé pour les télécommunications et la transmission d'informations . Il est également essentiel dans les techniques d'exploration (type radar / sonar) de l'espace, alors que ce n'est pas comme moyen de comprendre des phénomènes astronomiques distants dans le temps et l'espace.

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