électromagnétiques, ondes

électromagnétiques, ondes, ondes constituées d’un champ magnétique et d’un champ électrique se propageant dans un milieu matériel ou dans le vide.

Une onde est caractérisée par sa fréquence ν et sa longueur d’onde λ grandeurs liées par l’expression : λ = c/ν, où c est la célérité de l’onde dans le milieu considéré. Ainsi, plus la longueur d'onde du rayonnement est élevée, plus sa fréquence est basse, et inversement.

Le spectre électromagnétique décrit la répartition des ondes électromagnétiques en fonction de leur fréquence : les ondes de faible fréquence, de quelques kilohertz (kHz) à plusieurs gigahertz (GHz), sont appelées ondes radio ou ondes hertziennes, par référence à Heinrich Hertz, physicien allemand qui fut le premier à produire et à détecter de telles ondes ; l’unité de fréquence, le hertz (noté Hz), porte également son nom. À des fréquences plus élevées se trouvent par ordre de fréquence croissant l’infrarouge, la lumière visible (longueur d’onde entre 400 et 700 nm) et l’ultraviolet. Enfin, aux fréquences les plus élevées, se trouvent le domaine des rayons X (entre 1 et 100 nm), puis celui des rayons gamma (longueur d’onde inférieure à 1 nm).

Toutes ces ondes obéissent aux mêmes lois physiques et sont gouvernées par les équations de Maxwell. Elles se propagent toutes à la même vitesse dans le vide, c’est-à-dire à la vitesse de la lumière (3.10⁸ m.s^- 1). Cependant, si une onde rencontre un milieu matériel (air, ionosphère, métal, eau, etc.), elle se comporte différemment selon sa fréquence : par exemple, si la lumière (partie visible du spectre) traverse de l’eau de mer quasiment sans être absorbée, il n’en est pas de même pour une onde radio, ce qui crée des problèmes de communication à un sous-marin en plongée. De même, la lumière visible est arrêtée par quelques micromètres (10^- 6 m) de métal, alors qu’il faut une grande épaisseur de plomb pour arrêter le rayonnement gamma.