Les 8 types d'ondes électromagnétiques et leurs caractéristiques



Le ondes électromagnétiques, en physique, ils jouent un rôle prépondérant pour comprendre le fonctionnement de l'univers. Quand ils ont été découverts par James Maxwell, cela a ouvert la fenêtre pour mieux comprendre le fonctionnement de la lumière et l'unification de l'électricité, du magnétisme et de l'optique dans le même domaine.

Contrairement aux ondes mécaniques qui perturbent un support physique, les ondes électromagnétiques peuvent traverser le vide à la vitesse de la lumière. Outre les propriétés communes (amplitude, longueur et fréquence), elles sont composées de deux types de champs perpendiculaires (électriques et magnétiques) qui, en oscillant, se manifestent par des vibrations captivables et une énergie absorbable.

Ces ondulations sont semblables les unes aux autres et la manière de les distinguer est liée à leur longueur d'onde et à leur fréquence. Ces propriétés déterminent son rayonnement, sa visibilité, son pouvoir de pénétration, sa chaleur et d’autres aspects.

Pour mieux les comprendre, ils ont été regroupés dans ce que nous appelons le spectre électromagnétique, qui révèle son fonctionnement associé au monde physique.

Types d'ondes électromagnétiques ou de spectre électromagnétique

Cette classification, basée sur la longueur d'onde et la fréquence, établit le rayonnement électromagnétique présent dans l'univers connu. Cette plage a deux extrémités non visibles divisées par une petite bande visible.

En ce sens, les fréquences à plus faible énergie sont situées à droite, tandis que les fréquences à la fréquence la plus élevée se trouvent du côté opposé.

Bien qu'il ne soit pas délimité avec précision, certaines fréquences pouvant se chevaucher, il sert de référence générale. Pour connaître ces ondes électromagnétiques plus en détail, voyons leur emplacement et leurs caractéristiques les plus importantes:

Ondes radio

Situés à l'extrémité de la longueur d'onde la plus longue et de la fréquence la plus basse, ils vont de quelques à un milliard de hertz. Ils sont utilisés pour transmettre un signal avec des informations de différents types et sont capturés par les antennes. La télévision, la radio, les téléphones portables, les planètes, les étoiles et autres corps célestes les émettent et peuvent être capturés.

Le micro-onde

Situés en hyperfréquences (UHF), super high (SHF) et extrêmement hauts (EHF), ils se situent entre 1 GHz et 300 GHz. Contrairement aux fréquences précédentes pouvant mesurer jusqu'à 1,6 km, les micro-ondes Ils vont de quelques centimètres à 33 cm.

Compte tenu de leur position dans le spectre, entre 100 000 et 400 000 nm, ils sont utilisés pour transmettre des données à des fréquences qui ne sont pas perturbées par les ondes radio. Pour cette raison, ils sont utilisés dans la technologie radar, les téléphones portables, les fours de cuisine et les solutions informatiques.

Son oscillation est le produit d'un dispositif connu sous le nom de magnétron, qui est une sorte de cavité résonnante qui possède 2 aimants à disque aux extrémités. Le champ électromagnétique est généré par l'accélération des électrons de la cathode.

Rayons infrarouges

Ces ondes de chaleur sont émises par des corps thermiques, certains types de lasers et des diodes émettant de la lumière. Bien qu'ils se chevauchent souvent avec les ondes radio et les micro-ondes, leur portée est comprise entre 0,7 et 100 micromètres.

Les entités produisent le plus souvent de la chaleur pouvant être détectée par la vision nocturne et la peau. Ils sont souvent utilisés pour les télécommandes et les systèmes de communication spéciaux.

Lumière visible

Dans la division référentielle du spectre, nous trouvons la lumière perceptible, qui a une longueur d’onde comprise entre 0,4 et 0,8 micromètre. Ce que nous distinguons sont les couleurs de l'arc-en-ciel, où la fréquence la plus basse est caractérisée par la couleur rouge et la plus haute par la violette.

Ses valeurs de longueur sont mesurées en nanomètres et Angstrom, représentent une très petite partie du spectre entier et cette gamme comprend la plus grande quantité de rayonnement émis par le soleil et les étoiles. De plus, c'est un produit de l'accélération des électrons dans les transits d'énergie.

Notre perception des choses repose sur le rayonnement visible qui frappe un objet puis sur les yeux. Ensuite, le cerveau interprète les fréquences qui donnent lieu à la couleur et les détails présents dans les choses.

Rayons ultraviolets

Ces ondulations se situent dans la plage de 4 à 400 nm et sont générées par le soleil et d’autres processus émettant de grandes quantités de chaleur. Une exposition prolongée à ces ondes courtes peut provoquer des brûlures et certains types de cancer chez les êtres vivants.

Comme ils sont le produit de sauts d'électrons dans les molécules et d'atomes excités, leur énergie intervient dans les réactions chimiques et sont utilisés en médecine pour la stérilisation. Ils sont responsables de l'ionosphère puisque la couche d'ozone évite ses effets nocifs sur la terre.

Rayons X

Cette désignation est due au fait qu’il s’agit d’ondes électromagnétiques invisibles capables de traverser des corps opaques et de produire des impressions photographiques. Situés entre 10 et 0,01 nm (30 à 30 000 PHz), ils sont le résultat d'électrons qui sautent des orbites dans les atomes lourds.

Ces rayons peuvent être émis par la couronne du soleil, des pulsars, des supernovas et des trous noirs en raison de leur grande quantité d'énergie. Son exposition prolongée provoque des cancers et est utilisée dans le domaine de la médecine pour obtenir des images de structures osseuses.

Rayons gamma

Situées à l'extrême gauche du spectre, ce sont les ondes les plus fréquentes et généralement présentes dans les trous noirs, les supernovas, les pulsars et les étoiles à neutrons. Ils peuvent aussi être une conséquence de la fission, des explosions nucléaires et de la foudre.

Comme ils sont générés par des processus de stabilisation dans le noyau atomique après les émissions radioactives, ils sont mortels. Leur longueur d'onde est subatomique, ce qui leur permet de traverser des atomes. Malgré tout, ils sont absorbés par l'atmosphère terrestre.

Effet Doppler

Nommé d'après le physicien autrichien Christian Andreas Doppler, il évoque le changement de fréquence dans un produit d'onde du mouvement apparent de la source par rapport à l'observateur. Lorsque la lumière d'une étoile est analysée, un décalage vers le rouge ou le bleu est distingué.

Dans le spectre visible, lorsque l'objet lui-même a tendance à s'éloigner, la lumière émane des longueurs d'onde plus longues, représentées par l'extrémité rouge. Lorsque l'objet se rapproche, sa longueur d'onde est réduite, ce qui représente un décalage vers l'extrémité bleue.

Références

  1. Wikipedia (2017). Spectre électromagnétique Récupéré de wikipedia.org.
  2. KahnAcademy (2016). Lumière: ondes électromagnétiques, spectre électromagnétique et photons. Récupéré de khanacademy.org.
  3. Projet Aesop (2016). Spectre radio. Faculté d'Ingénierie, Université de la République d'Uruguay. Récupéré de edu.uy.
  4. Céspedes A., Gabriel (2012). Ondes électromagnétiques Université de Santiago du Chili. Récupéré de slideshare.net.