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Le spectre des ondes électromagnétiques

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Animation interactive

Compléments

Voir la fiche pédagogique lumière synchrotron

Rayons X :

Ces rayons sont, comme la lumière, une forme de rayonnement électromagnétique. Ils sont produits dans un tube cathodique : les électrons sont émis par une cathode chauffée (filament), puis sont accélérés vers l’anode. Quand les électrons frappent l’anode, de l’énergie est produite sous la forme de rayons X. Les rayons X ont été découvert par Rôntgen le 8 novembre 1895.

Ce rayonnement est aussi dangereux sur les êtres vivants lors d’une exposition prolongée. Ces rayons peuvent provoquer des brûlures et des cancers.

Ultraviolet :

Il y a trois catégories de rayonnement UV :

  • UV-A, entre 320 et 400 nm - responsable d’un bronzage plus rapide et plus labile
  • UV-B, entre 280 et 320 nm - à l’origine du bronzage retardé (qui survient avec un retard de 24 à 48 heures)
  • UV-C, entre 200 et 280 nm Le rayonnement ultraviolet est proche des rayonnements X. L’énergie transportée par ce rayonnement sans support matériel et émis naturellement à partir du soleil ne parvient que partiellement à la surface terrestre. Notre œil ne voit pas ce rayonnement, et notre peau ne le sent pas immédiatement, ce qui explique largement le risque encouru lors d’expositions importantes. Le rayonnement ultraviolet est également présent dans notre quotidien comme un parasite des sources lumineuses artificielles ou de certains procédés industriels apparus au 20e siècle.

En exposition prolongée sur les êtres vivants, ce rayonnement est cancérigène.

Lumière visible :

Quelques couleurs et longueurs d’onde associées :

  • rouge 780-622 nm
  • orange 622-597 nm
  • jaune 597-577 nm
  • vert 577-492 nm
  • bleu 492-455 nm
  • violet 455-390 nm

Infra rouge :

- Le proche infrarouge

Le proche infrarouge (0.7µm à 1,6µm) est la partie du spectre électromagnétique qui vient juste après le visible (couleur rouge). Ce domaine du spectre électromagnétique est très utilisé en télédétection pour différencier les surfaces naturelles qui se caractérisent par de très importantes variations de la réflectance à cette longueur d’onde. Il permet également l’étude des surfaces continentales, et notamment de distinguer les surfaces végétalisées des surfaces minérales car les surfaces couvertes par la végétation se distinguent par une forte réflectance dans les longueurs d’onde du proche infrarouge, alors qu’elles réfléchissent peu le rayonnement dans le visible.

- L’infrarouge moyen

L’infrarouge moyen (1,6 µm à 4 µm) permet de façon générale d’étudier les teneurs en eau des surfaces. Il est très utilisé en forestrie et en agriculture, notamment pour cartographier les couverts végétaux en état de stress hydrique. L’atmosphère est en grande partie opaque aux rayonnements du moyen infrarouge qui sont absorbés par la vapeur d’eau.

- L’infrarouge thermique

Dans ce domaine spectral (4 µm à 15 µm), le rayonnement dépend des propriétés d’émissivité des surfaces et les capteurs satellitaires mesurent la température apparente des objets. En effet une partie du rayonnement visible et proche infrarouge parvenant à la surface de la terre est absorbée par les objets, puis réémise sous forme de chaleur à une plus grande longueur d’onde.

- L’infrarouge lointain

L’infrarouge lointain (15 µm à 100 µm) n’est utilisé ni pour l’observation de la terre, ni pour l’étude de l’atmosphère, mais pour étudier la formation des galaxies et des étoiles. Les détecteurs, appelés bolomètres utilisent cette gamme de longueurs d’onde pour mesurer l’intensité du rayonnement infrarouge émis par les corps célestes.

Micro ondes :

Les appareils de télécommunications terrestres et spatiales utilisent la particularité des micro-ondes, de se propager comme la lumière et de ne pas être absorber pas l’atmosphère tant que leurs fréquences reste inférieur à 12 giga hertz. On prendra pour exemple la radio (AM et FM), les télévisions (VHF), les téléphones sans fils et téléphones cellulaires et surtout les radars qui utilisent des fréquences qui s’échelonnent entre 0.535 et 24000 Mégahertz. Le four à micro-ondes produit des ondes de l’ordre de 915 à 2450 mégahertz.