Spectre électromagnétique
Introduction
L’ensemble des ondes électromagnétiques est appelé spectre électromagnétique. Cela inclut l’énergie électromagnétique allant des rayons gamma aux ondes radio.
Régions du spectre électromagnétique
Le spectre électromagnétique est largement classé en différentes catégories nommées en fonction de la longueur d’onde et des caractéristiques de l’énergie. Les noms comme « micro-ondes » ou « infrarouge » ont été développés par commodité pour décrire des rayonnements électromagnétiques aux caractéristiques similaires, mais il n’existe pas de lignes de démarcation définitives entre une région spectrale et la suivante. La seule région du spectre électromagnétique dont la définition des longueurs d’onde est relativement cohérente est le spectre visible, car il correspond directement aux longueurs d’onde auxquelles les yeux humains sont sensibles. Le spectre visible est une petite fenêtre de l’ensemble du spectre électromagnétique.
Rayons gamma (Longueur d’onde < 10-12 mètres)
Les rayons gamma ont les plus courtes longueurs d’onde (< 0,01 nanomètres ) et la plus grande énergie de toutes les régions du spectre électromagnétique. Les rayons gamma sont produits par les objets les plus chauds de l’univers, notamment les étoiles à neutrons, les pulsars, les explosions de supernova. Les rayons gamma peuvent également être créés par des explosions nucléaires. La majorité des rayons gamma générés dans l’espace sont bloqués par l’atmosphère terrestre. C’est une bonne chose car les rayons gamma sont biologiquement dangereux.
Les rayons X (longueur d’onde 10-8 à 10-12 mètres)
Les rayons X ont une longueur d’onde de 0,01 à 10 nm et sont principalement générés par les gaz surchauffés des étoiles et quasars en explosion. Les rayons X sont capables de traverser de nombreux types de matériaux différents. Les rayons X sont couramment utilisés pour l’imagerie médicale et pour l’inspection des cargaisons et des bagages. Comme pour les rayons gamma, l’atmosphère terrestre bloque le rayonnement des rayons X.
Ultraviolet (UV) (Longueur d’onde 10-7 – 10-8 mètres)
La lumière ultraviolette (UV) a des longueurs d’onde d’environ 1 – 380 nm. Le Soleil est une source d’énergie ultraviolette. La partie UV du spectre est subdivisée en UV-A, UV-B et UV-C. Les rayons UV-C sont les plus nocifs et sont presque entièrement absorbés par notre atmosphère. Les rayons UV-B sont les rayons nocifs qui provoquent les coups de soleil. Bien que les ondes UV soient invisibles pour l’œil humain, certains insectes, comme les bourdons, peuvent les voir.
Visible (Longueur d’onde ~ 10-7 mètres)
La lumière visible couvre la gamme de longueurs d’onde de 400 à 750 nm ou 0,4 à 0,75 micromètres. C’est la seule région du spectre à laquelle les yeux humains sont sensibles. Le Soleil émet le plus de rayonnement dans la partie visible du spectre. Chaque longueur d’onde individuelle dans le spectre des longueurs d’onde de la lumière visible est représentative d’une couleur particulière. La lumière située à l’extrémité inférieure du spectre visible, dont la longueur d’onde est plus longue, environ 750 nm, est perçue comme étant rouge ; la lumière située au milieu du spectre est perçue comme étant verte ; et la lumière située à l’extrémité supérieure du spectre, dont la longueur d’onde est d’environ 380 nm, est perçue comme étant violette. Lorsque toutes les longueurs d’onde du spectre de la lumière visible frappent votre œil en même temps, la couleur blanche est perçue. La partie visible du spectre est largement utilisée en télédétection et constitue l’énergie qui est enregistrée à l’aide de la photographie.
Infrarouge (Longueur d’onde ~ 10-6 à 10-3 mètres)
La partie infrarouge du spectre s’étend d’environ 0,75 µm à 100 µm (750 nm – 10 000 nm) de longueur d’onde. Elle est divisée en trois régions principales : l’infrarouge proche (NIR) : 0,7 – 1,3 µm, l’infrarouge à ondes courtes (SWIR) : de 1,3 – 3 µm et l’infrarouge lointain ou thermique de 3 – 100 µm. Le rayonnement infrarouge est largement utilisé en télédétection. Les objets reflètent, transmettent et absorbent le rayonnement solaire proche infrarouge et à ondes courtes de manière unique, ce qui permet d’observer la santé de la végétation, la composition du sol et son taux d’humidité. La région de 8 à 15 µm est appelée infrarouge thermique car ces longueurs d’onde sont les meilleures pour étudier l’énergie thermique à ondes longues rayonnant de la Terre.
Micro-ondes (Longueur d’onde ~ 10-3 à 10-1 mètres)
Les microondes sont essentiellement des ondes radio de haute fréquence et ont des longueurs d’onde qui vont de 1mm à 1m. Différentes longueurs d’onde ou bandes de micro-ondes sont utilisées pour différentes applications. Les micro-ondes de longueur d’onde moyenne peuvent pénétrer la brume, la pluie légère et la neige, les nuages et la fumée ; elles sont utiles pour les communications par satellite et l’étude de la Terre depuis l’espace. La technologie radar envoie des impulsions d’énergie micro-ondes et détecte l’énergie réfléchie.
Les ondes radio ((Longueur d’onde >10-1mètres)
Les ondes radio ont les plus grandes longueurs d’onde du spectre électromagnétique avec des longueurs d’onde allant d’environ 1mm à plusieurs centaines de mètres. Les ondes radio sont utilisées pour transmettre une variété de données. Les réseaux sans fil, la télévision et la radio amateur utilisent tous des ondes radio. L’utilisation des fréquences radio est généralement réglementée par les gouvernements.
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