Ondes électromagnétiques: qu'est-ce qu'elles sont et caractéristiques

vaguesélectromagnétique sont des oscillations formées par champs électriqueset magnétiquevariables, qui se propagent à la fois dans le vide et dans les milieux matériels. Ce sont des ondes tridimensionnelles et transversales qui voyagent dans le vitesse de la lumière, transportant exclusivement énergie. De plus, ils se présentent sous forme d'ondes radio, de micro-ondes, d'infrarouges, de lumière visible, d'ultraviolets, de rayons X et de rayons gamma, par ordre croissant de fréquence et d'énergie.

Avant de continuer, nous vous suggérons de lire notre article et de découvrir quelques concepts importants sur classification des vagues.

Que sont les ondes électromagnétiques ?

Les ondes électromagnétiques apparaissent en fonction de la interaction entre des champs électriques ou des champs magnétiques changeants. Celles-ci se propagent dans le vide à la même vitesse que la lumière, environ 300 000 kilomètres par seconde. Contrairement aux ondes mécaniques, comme le sonner, les ondes électromagnétiques peuvent se propager à la fois dans les milieux matériels et dans le vide. Parce qu'ils sont

phénomène ondulatoire, ils peuvent subir une réflexion, une réfraction, une absorption, une diffraction, une interférence, une diffusion et une polarisation.

Les ondes électromagnétiques sont formées sur la base de champs électriques et magnétiques variables.

Les ondes électromagnétiques ont été prédites et théorisées par le physicien et mathématicien écossais JamesEmployé de bureauMaxwell, qui a unifié les équations de électricité C'est de magnétisme équations existantes (Equations de Faraday, Ampère et Gauss) dans les équations d'onde.

Savoir plus:Michel Faraday – l'un des plus grands expérimentateurs de l'histoire !

Grâce à ses équations, Maxwell a pu calculer le module de vitesse de propagation du vaguesélectromagnétique. La confirmation expérimentale de l'existence des ondes électromagnétiques n'est apparue qu'une décennie plus tard, après des expériences menées par le physicien allemand HeinrichHertz.

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Toutes les ondes électromagnétiques ont la fréquence d'oscillation, longueurdansvague et amplitude. De plus, la longueur d'onde et la fréquence sont des quantités inversementproportionnel, par conséquent, les ondes à haute fréquence telles que les rayons X ou gamma, avait de très petites longueurs. La figure suivante montre le spectre électromagnétique et les différentes gammes d'ondes électromagnétiques existantes, notez :

Caractéristiques des ondes électromagnétiques

Quelques caractéristiques des ondes électromagnétiques :

• Elles sont transversales, c'est-à-dire que la perturbation responsable de leur production se produit dans un directionperpendiculaire à sa direction de propagation. Dans les ondes électromagnétiques, le champ électrique, le champ magnétique et la direction de propagation sont perpendiculaires l'un à l'autre ;
• Ils se propagent dans le vide à la même vitesse que la lumière visible: 2,99792458.10⁸ Mme, symbolisé par la lettre c ;
• Votre amplitude concerne votre intensité, plus l'amplitude d'une onde électromagnétique est grande, plus la perturbation qu'elle est susceptible de produire est importante ;
• Elles sont tridimensionnel, c'est-à-dire qu'après s'être produites, elles se propagent également dans toutes les directions ;
• Lorsqu'ils traversent des milieux matériels, tels que l'air ou l'eau, leur vitesse de propagation diminue, tandis que votre longueur d'onde augmente, donc votre la fréquence ne change pas. Ce phénomène est connu sous le nom réfraction.

Voir aussi: Que sont les ondes pour la physique? Vérifier les exercices et la carte mentale

Les ondes électromagnétiques au quotidien

Découvrez quelques exemples d'ondes électromagnétiques existantes qui sont largement utilisées dans notre vie quotidienne :

• Les ondes radio: sont largement utilisés dans les télécommunications. Le signal de la radio, de la télévision et du téléphone portable se trouve dans cette gamme de fréquences ;
• Four micro onde: ils sont également largement utilisés dans les télécommunications. Les routeurs Internet sans fil, communément appelés Wi-Fi, utilisent des fréquences micro-ondes comprises entre 2,4 GHz et 5,8 GHz ;
• Infrarouge: Ceci est également connu comme une vague de chaleur. Certains dispositifs de sécurité équipés de vision nocturne sont capables de le capter. L'infrarouge est l'onde émise lorsque l'on utilise une télécommande ;
• Lumière visible: c'est la gamme des ondes électromagnétiques situées entre les fréquences de 480 THz et 750 THz.
• Ultra-violet: après certaines fréquences, il est considéré comme un rayonnement ionisant, c'est-à-dire une onde électromagnétique avec le potentiel de démarrer. électrons des molécules, provoquant l'apparition d'anomalies cellulaires pouvant évoluer vers un cancer, par example. Cette fréquence d'onde électromagnétique est largement utilisée par les experts criminels pour détecter des matières biologiques telles que le sang et la salive; sa capacité d'ionisation lui permet également d'être utilisé pour la stérilisation d'ustensiles chirurgicaux, seringues, récipients, etc. ;
• Des rayonsX: arrivent sur Terre en petit nombre en raison de la présence de atmosphère terrestre. Ces ondes électromagnétiques ont des fréquences très élevées et un grand pouvoir de pénétration, elles sont donc utilisé pour obtenir des images des os et des articulations et pour le traitement des tumeurs, par donne radiothérapie

Voir plus :Rayons X - rayonnement électromagnétique haute fréquence

• Gamma: sont produits par réactions nucléaires, dans laquelle les niveaux d'énergie de base du atomes varier. Ces ondes sont extrêmement énergétiques et ont un pouvoir de pénétration élevé. Les rayons gamma sont utilisés pour les études astronomiques et pour induire des réactions nucléaires.

Ondes électromagnétiques et matière

La façon dont les ondes électromagnétiques interagissent avec la matière dépend directement de leur fréquence. Vérifiez comment les charges électriques et autres particules réagissent à chaque type d'onde :

• vaguesdansradio: favoriser l'oscillation collective des électrons libres dans les métaux, comme cela se produit dans les antennes utilisées dans les radios et les télévisions ;
• Four micro onde: ont des fréquences similaires à la fréquence de rotation des molécules d'eau, cela rend ce type d'onde électromagnétique peut résonner avec ces molécules, les chauffant à travers le rotation;
• Infrarouge: favorise les vibrations moléculaires, est l'une des principales formes de transfert de chaleur;
• Lumière visible: il est capable de fournir de l'énergie et d'exciter les électrons présents dans les molécules ;
• Ultra-violet: favorise l'excitation des électrons mais peut aussi provoquer l'éjection des électrons qui se trouvent dans le couche de valence d'atomes;
• Rayon X : ils sont capables d'arracher les électrons des atomes par collision élastique entre les photons et les atomes. Ces photons sont absorbés par les atomes et réémis à des fréquences plus basses ;
• Des rayonsgamma: elles peuvent provoquer des excitations nucléaires, conduisant à leur dissociation, mais elles peuvent aussi générer des couples matière et antimatière, provoquant l'annihilation mutuelle de ces particules.

Par Rafael Hellerbrock
Professeur de physique

Souhaitez-vous référencer ce texte dans un travail scolaire ou académique? Voir:

HELERBROCK, Rafael. "Ondes électromagnétiques"; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/o-que-sao-ondas-eletromagneticas.htm. Consulté le 27 juin 2021.