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Un rayonnement électromagnétique désigne une perturbation des champs électrique et magnétique.
Un rayonnement électromagnétique se caractérise par un flux de particules dépourvues de masse, les photons, associé à une onde, l'onde électromagnétique.
[] L'onde électromagnétique et le photon
La lumière désigne un rayonnement électromagnétique visible par l'?il humain. Les ondes radio, les rayons X et ? sont également des rayonnements électromagnétiques.
Les rayonnements électromagnétiques peuvent se modéliser de deux manières :
- E = h?
- où h est la constante de Planck.
L'impulsion p du photon est égale à <math>p = E / c = h\nu / c</math>.
L'énergie des photons d'une onde électromagnétique se conserve lors de la traversée de différents milieux transparents (par contre, une certaine proportion de photons peut être absorbée).
Dans le vide, le rayonnement électromagnétique, et en particulier la lumière, se déplace à la vitesse 299 792 458 m/s. Cette vitesse, appelée vitesse de la lumière et notée c, est une des constantes physiques fondamentales.
La longueur d'onde est égale à :
- <math>\lambda =\frac</math>
<math>c_\nu</math> étant la vitesse de la lumière dans le milieu considéré pour la fréquence ?, avec <math>c_\nu = c/n_\nu</math>
(<math>n_\nu</math> étant l'indice de réfraction de la lumière monochromatique de fréquence ? dans le milieu considéré).
La constatation, à la fin du XIXe siècle, que la vitesse de la lumière dans le vide ne dépend pas du référentiel a conduit à l'élaboration de la théorie de la relativité restreinte.
[] Propriétés
- Tout corps à une température supérieure à 0 kelvin (zéro absolu, soit -273,15°C) émet un rayonnement électromagnétique appelé rayonnement thermique.
- Un corps qui reçoit un rayonnement électromagnétique peut en réfléchir une partie et absorber le reste. L'énergie absorbée est convertie en énergie thermique et contribue à l'augmentation de la température de ce corps.
- Une particule chargée de forte énergie émet un rayonnement électromagnétique :
- quand elle est déviée par un champ magnétique : c'est le rayonnement synchrotron ; ce rayonnement synchrotron est utilisé comme source de rayons X pour de nombreuses expériences de physique et de biologique (lignes de lumières autour d'un synchrotron) ;
- lorsqu'elle pénètre dans un milieu différent : c'est le « rayonnement continu de freinage » ;
- L'absorption d'un photon peut provoquer des transitions atomiques, c'est-à-dire d'exciter un atome dont l'énergie augmente par la modification de l'orbitale d'un de ses électrons.
- Lorsqu'un atome excité revient à son état d'énergie fondamental, il émet un photon dont l'énergie (et donc la fréquence) correspond à une différence entre deux états d'énergie de l'atome.
- Dans le même domaine du spectre électromagnétique, les photons sont capables de former des paires électron-trous dans les semi-conducteurs (principe des CCD). En se recombinant, l'électron et le trou émettent de la lumière (principe des diodes).
- Les réactions nucléaires, comme celles de fission, de fusion et de désintégration, s'accompagnent souvent d'une émission de photons de grande énergie appelés rayons ?.
[] Spectre électromagnétique
Un spectre électromagnétique est la décomposition d'un rayonnement électromagnétique en fonction de sa longueur d'onde, ou, de manière équivalente, de sa fréquence (via l'équation de propagation) ou de l'énergie de ses photons.
Pour des raisons historiques, les ondes électromagnétiques sont désignées par différents termes, en fonction des gammes de fréquence (ou de longueur d'ondes). Par longueur d'onde décroissante, ce sont :
- les ondes radio et les ondes radar sont produites par des courants électriques haute fréquence ;
- les ondes infrarouges, la lumière visible et le rayonnement ultraviolet sont produits par des transitions électroniques dans les atomes, concernant les électrons périphériques, ainsi que par le rayonnement thermique ; les ondes ultraviolettes ont des effets sur la peau (bronzage, coups de soleil, cancer de la peau) ;
- les rayons X peuvent être par exemple produits par radioactivité (désintégration d'un noyau atomique instable), par freinage d'électrons (tube à rayons X) ou par rayonnement synchrotron (par déviation de faisceau d'électrons relativistes); ils provoquent des transitions électroniques dans l'atome, concernant les électrons de c?ur, ainsi que l'effet Compton ; du fait de leur faible longueur d'onde, ils diffractent sur les cristaux ; les rayons X durs correspondent à des photons de plus haute énergie, et les rayons X mous à des photons de plus faible énergie ;
- le rayonnement ? est produit par radioactivité ; ils peuvent exciter les noyaux des atomes et provoquer des réactions nucléaires.
[] Voir aussi
[] Phénomènes physiques
[] Applications
[] Liens externes
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La source est wikipedia http://fr.wikipedia.org/wiki/rayonnement électromagnétique
