Les ondes électromagnétiques sont des ondes qui ont des charges d'énergie électrique et magnétique sans avoir besoin de milieu de propagation. Nous pouvons trouver de nombreuses utilisations des ondes électromagnétiques dans la vie quotidienne, par exemple, la technologie des rayons X, des micro-ondes et le signal reçu par les smartphones. En fonction de leur longueur ou de leur fréquence, les ondes électromagnétiques peuvent être classées dans le spectre des ondes électromagnétiques.
Le spectre des ondes électromagnétiques est un spectre continu dans lequel chacun des différents types d'ondes électromagnétiques est défini dans une plage de longueurs d'onde spécifique. Le spectre des ondes électromagnétiques comprend les ondes radio, les micro-ondes, les rayons infrarouges, la lumière visible, les rayons ultraviolets, les rayons X et les rayons gamma.
Onde radio
Les ondes radio sont les ondes électromagnétiques les plus longues avec la gamme de fréquences la plus basse du spectre électromagnétique. La longueur d'onde radio varie de 0,3 à 600 mètres avec une gamme de fréquences d'environ 5 × 105 Hertz à 109 Hertz. Ces ondes sont rayonnées par des charges mobiles accélérées et par des oscillations de charge dans un circuit électrique (tel qu'un circuit LC).
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En fonction de la fréquence, les ondes radio sont divisées en plusieurs bandes. La bande des ondes courtes est comprise entre 500 kHz et 54 MHz. À l'intérieur, il y a une bande radio AM, qui est à une fréquence de 530 kHz à 1710 kHz. En outre, il existe également des ondes TV dans la gamme de 54 MHz à 1000 MHz. Il contient des ondes radio FM, qui sont à une fréquence de 88 MHz à 108 MHz.
Micro-ondes
Les micro-ondes ont une longueur d'onde plus courte avec une fréquence plus élevée que les ondes radio. Les micro-ondes sont générées par des tubes à vide haute puissance, des dispositifs à semi-conducteurs (tels que des transistors à effet de champ), des diodes tunnel, des diodes Gunn et autres. La gamme de longueurs d'onde des micro-ondes est de 10-3 mètres à 0,3 mètre. La fréquence varie de 109 Hertz à 3 × 1011 Hertz.
Une utilisation des micro-ondes peut être vue sur le radar (détection et télémétrie radio). Le radar est une technique utilisée pour détecter la distance, la vitesse et d'autres caractéristiques des objets en mouvement. De plus, les micro-ondes sont également utilisés dans les fours à micro-ondes.
Rayon infrarouge
Les prochaines ondes électromagnétiques sont les rayons infrarouges. Les ondes infrarouges ont une longueur d'onde plus courte, mais avec une fréquence plus élevée que les micro-ondes. Les rayons infrarouges sont également appelés vagues de chaleur. La longueur varie de 8 × 10-7 mètres à 10-3 mètres avec une fréquence de 3 × 1011 Hertz à 4 × 1014 Hertz.
La principale source de rayonnement infrarouge est le rayonnement thermique émis par tous les objets chauds. Lorsqu'un objet est chauffé, les atomes et les molécules qui le composent reçoivent de l'énergie thermique et vibrent avec une plus grande amplitude. L'énergie est libérée par la vibration d'atomes et de molécules sous forme de rayonnement infrarouge. Plus la température de l'objet est élevée, plus les atomes et les molécules vibrent fort et plus il produit de rayonnement infrarouge.
Lumière visible
La lumière visible est une région du spectre électromagnétique qui peut être détectée directement par l'œil. La lumière visible, également appelée lumière blanche, est composée de sept couleurs différentes. Nous pouvons voir les sept couleurs dans un arc-en-ciel lorsque la lumière du soleil est réfractée par des gouttelettes d'eau. Dans le spectre de la lumière visible, la lumière rouge a la plus grande longueur d'onde, tandis que le violet a la longueur d'onde la plus courte.
Rayons ultraviolets
La lumière ultraviolette est une onde électromagnétique d'une longueur d'onde d'environ 380 nm à 10 nm. La gamme de fréquences va de 8 × 1014 Hertz à 3 × 1016 Hertz. Ce rayonnement est appelé ultraviolet car il est associé à une fréquence supérieure à la fréquence de la lumière violette dans le spectre de la lumière visible.
La lumière ultraviolette est largement utilisée dans la vie quotidienne, par exemple pour tuer les germes dans la purification de l'eau, l'utilisation de lampes UV et pour la chirurgie oculaire LASIK.
radiographie
Les rayons X sont un spectre d'ondes électromagnétiques d'une longueur d'onde de 10-13 mètres à 10-8 mètres. La fréquence varie de 3 × 1016 Hertz à 3 × 1019 Hertz. Les rayons X sont un type de rayonnement à haute énergie qui peut facilement pénétrer de nombreux types de matériaux.
Les rayons X sont également connus sous le nom de rayons de Roentgen dont le nom est tiré de leur découvreur, à savoir Wilhelm K. Roentgen en 1895. À cette époque, Roentgen ne pouvait pas déterminer la nature du rayonnement, il a donc utilisé le symbole X. Aujourd'hui, les rayons X sont largement utilisés pour les rayons X et radiothérapie ou radiothérapie.
Rayons gamma
Le dernier type de rayonnement électromagnétique est celui des rayons gamma. Les rayons gamma sont les ondes les plus courtes avec la plus grande fréquence par rapport aux autres ondes électromagnétiques. La longueur est comprise entre 0,6 × 10-14 mètres et 10-10 mètres. Pendant ce temps, la fréquence est de 3 × 108 Hertz à 5 × 1022 Hertz. La source des rayons gamma est obtenue à partir de réactions nucléaires et de la radioactivité nucléaire.
Les rayons gamma sont largement utilisés pour le processus de radiothérapie dans le traitement du cancer et des tumeurs. De plus, les rayons gamma peuvent également être utilisés pour fabriquer des radio-isotopes et pour comprendre les structures métalliques.
