Définition du rayonnement électromagnétique

Le rayonnement électromagnétique est une énergie autonome avec des composants de champ électrique et magnétique. Le rayonnement électromagnétique est communément appelé «lumière», EM, EMR ou ondes électromagnétiques. Les ondes se propagent à travers le vide à la vitesse de la lumière. Les oscillations des composantes du champ électrique et magnétique sont perpendiculaires entre elles et à la direction dans laquelle l'onde se déplace. Les ondes peuvent être caractérisées en fonction de leurs longueurs d'onde, fréquences ou énergie.

Les paquets ou quanta d'ondes électromagnétiques sont appelés photons. Les photons ont une masse au repos nulle, mais ils ont une impulsion ou une masse relativiste, ils sont donc toujours affectés par la gravité comme la matière normale. Un rayonnement électromagnétique est émis chaque fois que des particules chargées sont accélérées.

Le spectre électromagnétique

Le spectre électromagnétique englobe tous les types de rayonnement électromagnétique. De la plus longue longueur d'onde / énergie la plus courte à la plus courte longueur d'onde / énergie la plus élevée, l'ordre du spectre est radio, micro-ondes, infrarouge, visible, ultraviolet, rayons X et rayons gamma. Un moyen simple de se souvenir de l'ordre du spectre est d'utiliser le mnémonique "Rabbits Ma mangé jen Very Ue inhabituelXpensif gardens. "

• Les ondes radio sont émises par des étoiles et sont générées par l'homme pour transmettre des données audio.
• Le rayonnement micro-ondes est émis par les étoiles et les galaxies. Il est observé en utilisant la radioastronomie (qui inclut les micro-ondes). Les humains l'utilisent pour chauffer les aliments et transmettre des données.
• Le rayonnement infrarouge est émis par des corps chauds, y compris des organismes vivants. Il est également émis par la poussière et les gaz entre les étoiles.
• Le spectre visible est la minuscule portion du spectre perçue par les yeux humains. Il est émis par les étoiles, les lampes et certaines réactions chimiques.
• Le rayonnement ultraviolet est émis par les étoiles, y compris le Soleil. Les effets sur la santé d'une surexposition comprennent les coups de soleil, le cancer de la peau et les cataractes.
• Les gaz chauds de l'univers émettent des rayons X. Ils sont générés et utilisés par l'homme pour l'imagerie diagnostique.
• L'Univers émet un rayonnement gamma. Il peut être exploité pour l'imagerie, semblable à la façon dont les rayons X sont utilisés.

Rayonnements ionisants et non ionisants

Le rayonnement électromagnétique peut être classé comme rayonnement ionisant ou non ionisant. Les rayonnements ionisants ont suffisamment d'énergie pour rompre les liaisons chimiques et donner aux électrons suffisamment d'énergie pour échapper à leurs atomes et former des ions. Le rayonnement non ionisant peut être absorbé par les atomes et les molécules. Bien que le rayonnement puisse fournir de l'énergie d'activation pour initier des réactions chimiques et rompre les liaisons, l'énergie est trop faible pour permettre à des électrons de s'échapper ou de capturer. Un rayonnement plus énergétique que la lumière ultraviolette est ionisant. Un rayonnement moins énergétique que la lumière ultraviolette (y compris la lumière visible) n'est pas ionisant. La lumière ultraviolette à courte longueur d'onde est ionisante.

Histoire de la découverte

Des longueurs d'onde de lumière en dehors du spectre visible ont été découvertes au début du XIXe siècle. William Herschel a décrit le rayonnement infrarouge en 1800. Johann Wilhelm Ritter a découvert le rayonnement ultraviolet en 1801. Les deux scientifiques ont détecté la lumière à l'aide d'un prisme pour diviser la lumière du soleil en ses longueurs d'onde composantes. Les équations pour décrire les champs électromagnétiques ont été développées par James Clerk Maxwell en 1862-1964. Avant la théorie unifiée de l'électromagnétisme de James Clerk Maxwell, les scientifiques pensaient que l'électricité et le magnétisme étaient des forces distinctes.

Interactions électromagnétiques

Les équations de Maxwell décrivent quatre interactions électromagnétiques principales:

1. La force d'attraction ou de répulsion entre les charges électriques est inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare.
2. Un champ électrique en mouvement produit un champ magnétique et un champ magnétique en mouvement produit un champ électrique.
3. Un courant électrique dans un fil produit un champ magnétique tel que la direction du champ magnétique dépend de la direction du courant.
4. Il n'y a pas de monopôles magnétiques. Les pôles magnétiques viennent par paires qui s'attirent et se repoussent comme des charges électriques.