Le spectre électromagnétique

Le spectre électromagnétique comprend tous les types de rayonnement électromagnétique disposés en fonction de leur fréquence et de leur longueur d’onde. Chacune des différentes couleurs de la lumière visible a des fréquences et des longueurs d’onde spécifiques qui lui sont associées, et vous pouvez voir que la lumière visible ne représente qu’une petite partie du spectre électromagnétique. Parce que les technologies développées pour fonctionner dans diverses parties du spectre électromagnétique sont différentes, pour des raisons de commodité et d’héritage historique, des unités différentes sont généralement utilisées pour les différentes parties du spectre. Par exemple, les ondes radio sont généralement définies en tant que fréquences (généralement en unités de MHz), tandis que la région visible est généralement définie en tant que longueurs d’onde (généralement en unités de nm ou d’angströms).  

Figure 1 : des parties du spectre électromagnétique sont présentées par ordre de fréquence croissante et de longueur d’onde décroissante.

Les types d’ondes électromagnétiques sont les ondes radio, les micro-ondes, les rayons ultraviolets, visibles, infrarouges, les rayons X et les rayons gamma.

Les ondes radio ont les longueurs d’onde les plus longues, les fréquences les plus basses et elles transportent le moins d’énergie. Elles sont utilisées dans la technologie des téléphones portables, pour les émissions de radio et de télévision, pour contrôler la circulation aérienne, etc.

Les micro-ondes ont des longueurs d’onde plus courtes que les ondes radio. Elles sont absorbées par l’eau et sont utilisées pour chauffer et cuire des aliments.  

Ensuite, il y a le rayonnement infrarouge, qui est émis par des objets chauds. Par exemple, la Terre absorbe l’énergie rayonnante du soleil et émet des rayons infrarouges. Une partie du rayonnement infrarouge est absorbée et réémise par l’atmosphère pour maintenir la température moyenne de la Terre par l’effet de serre. Les lunettes de vision nocturne détectent le rayonnement infrarouge émis par notre corps.

La lumière visible n’est qu’une minuscule partie du rayonnement électromagnétique, allant de 740 à 390 nm.  Les yeux humains ne peuvent voir que cette petite gamme de longueurs d’onde. La lumière visible se compose principalement de sept composantes de couleur, y compris le rouge, l’orange, le jaune, le vert, le bleu, l’indigo et le violet.  

Les rayons ultraviolets ont des longueurs d’onde allant de 400 à 10 nm. La lumière du soleil est la source de rayonnement UV la plus connue. Elle transporte suffisamment d’énergie qui, lors d’une exposition excessive, provoque des coups de soleil.

Les rayons X peuvent traverser de nombreuses substances, ce qui en fait un outil d’imagerie important. Les dentistes utilisent les rayons X à des fins de diagnostic, et lors des contrôles de sécurité à l’aéroport, ils sont utilisés pour visualiser les composants dans une valise.

Les rayons gamma ont des longueurs d’onde plus petites, ainsi que des fréquences et des énergies élevées. Les rayons gamma sont émis par des réactions nucléaires et des éléments radioactifs naturels.

Les rayons X et les rayons gamma sont les formes les plus énergétiques de rayonnement électromagnétique. Leurs énergies élevées peuvent ioniser des atomes et des molécules. Le rayonnement ionisant peut causer des modifications ou des dommages permanents aux molécules biologiques. Ils sont utilisés pour détruire les cellules cancéreuses.   

Ce texte est adapté de Openstax, Chimie 2e, Section 6.1 : Énergie électromagnétique.