Cet article explique ce que sont les ondes électromagnétiques en physique. Ainsi, vous retrouverez la définition d’une onde électromagnétique, les caractéristiques des ondes électromagnétiques et quels sont les différents types d’ondes électromagnétiques.
qu'est-ce qu'une onde électromagnétique ?
Une onde électromagnétique est une onde créée par un champ électromagnétique, c'est-à-dire que les ondes électromagnétiques sont générées par les oscillations d'un champ électrique et d'un champ magnétique.
Ainsi, l'ensemble des ondes électromagnétiques générées par un champ électromagnétique est le rayonnement électromagnétique .
En bref, lorsqu’un champ électrique oscillant est combiné à un champ magnétique oscillant, un champ électromagnétique est créé et des ondes électromagnétiques sont émises.
Un exemple d’onde électromagnétique est celui des ondes radio, présentes dans la vie quotidienne. De même, les rayons lumineux visibles, les rayons infrarouges et les rayons ultraviolets sont également des exemples d’ondes électromagnétiques.
La principale caractéristique des ondes électromagnétiques est qu’elles peuvent se propager dans le vide. Par conséquent, contrairement à d’autres types d’ondes, elles n’ont pas besoin d’un milieu matériel pour se propager. La vitesse d'une onde électromagnétique dans le vide est de 3·10 8 m/s.
Caractéristiques des ondes électromagnétiques
Les caractéristiques des ondes électromagnétiques sont :
- Allongement (y) : est la distance entre la perturbation de l'onde et sa position d'équilibre.
- Amplitude (A) : est la distance entre l'allongement maximum et sa position d'équilibre.
- Crête : chacun des points culminants de la vague.
- Vallée : chacun des points les plus bas de la vague.
- Cycle ou oscillation : c'est le trajet de l'onde d'un point au prochain point équivalent.
- Longueur d'onde (λ) : est la distance qui sépare deux points équivalents consécutifs sur l'onde.
- Période (T) : est le temps nécessaire pour effectuer une oscillation complète.
- Fréquence (f) : est le nombre d'oscillations ou de vibrations que l'onde produit par unité de temps.
- Fréquence angulaire (ou pulsation) (ω) : c'est la vitesse à laquelle l'onde oscille.
- Nombre d'onde (k) : Il est défini comme le nombre de cycles effectués sur une longueur de 2π mètres.
- Vitesse de propagation (v) : c'est la vitesse à laquelle l'onde se propage.
Types d'ondes électromagnétiques
Les ondes électromagnétiques sont classées selon leur longueur d'onde ou leur fréquence d'onde, de sorte qu'en fonction des caractéristiques du rayonnement électromagnétique, il s'agit d'un type d'onde électromagnétique ou d'un autre.
Les types d’ondes électromagnétiques sont :
- Rayons gamma : ondes électromagnétiques d'une longueur d'onde inférieure à 0,01 nm.
- Rayons X : ondes électromagnétiques d'une longueur d'onde comprise entre 0,01 nm et 10 nm.
- Rayons ultraviolets : ondes électromagnétiques d'une longueur d'onde comprise entre 10 nm et 380 nm.
- Rayons lumineux visibles : ondes électromagnétiques d'une longueur d'onde comprise entre 380 nm et 780 nm.
- Rayons infrarouges : ondes électromagnétiques d'une longueur d'onde comprise entre 780 nm et 1 mm.
- Micro-ondes – Ondes électromagnétiques d'une longueur d'onde comprise entre 1 mm et 1 m.
- Ondes radio : ondes électromagnétiques d'une longueur d'onde supérieure à 1 m.
Ci-dessous vous pouvez voir les bandes du spectre électromagnétique qui classent les différents types d’ondes électromagnétiques.
| onde électromagnétique | Longueur d'onde | Fréquence |
|---|---|---|
| Rayons gamma | <0,01 nm | > 30 Hz |
| Rayons X | 0,01 nm – 10 nm | 30 Hz – 30 PH |
| Ultra-violet | 10 nm – 380 nm | 30PH – 790THz |
| lumière visible | 380 nm – 780 nm | 790 THz – 385 THz |
| Infrarouge | 780 nm – 1 mm | 385 THz – 300 GHz |
| Four micro onde | 1 mm – 1 m | 300 GHz – 300 MHz |
| Radio | 1m – 10000km | 300 MHz – 30 Hz |
De plus, au sein de la lumière visible à l’œil humain, nous pouvons classer les rayons électromagnétiques selon la couleur que nous percevons :
| Couleur | Longueur d'onde (nm) | Fréquence (THz) |
|---|---|---|
| violette | 380 – 450 | 670 – 790 |
| Bleu | 450 – 485 | 620 – 670 |
| cyan | 485 – 500 | 600 – 620 |
| Vert | 500 – 565 | 530 – 600 |
| Jaune | 565 – 590 | 510 – 530 |
| Orange | 590 – 625 | 480 – 510 |
| Rouge | 625 – 780 | 385 – 480 |