Onde radio : Ondes électromagnétiques de basses fréquences (3 kHz à 300 MHz)
- Appliquer la relation c = λf
- Isoler la fréquence f
- Substituer les valeurs numériques
λ = 10 m, c = 3.00×10⁸ m/s
\(c = \lambda f \Rightarrow f = \frac{c}{\lambda}\)
\(f = \frac{3.00 \times 10^8}{10} = 3.00 \times 10^7\) Hz
\(f = 30\) MHz
La fréquence de l'onde radio est de 30 MHz
• Relation fondamentale : c = λf
• Unités SI : Longueur en mètres, fréquence en hertz
• Domaine radio : 3 kHz à 300 MHz
Micro-ondes : Ondes électromagnétiques de fréquence moyenne (300 MHz à 300 GHz)
λ = 12.2 cm = 0.122 m, c = 3.00×10⁸ m/s
\(c = \lambda f \Rightarrow f = \frac{c}{\lambda}\)
\(f = \frac{3.00 \times 10^8}{0.122} = 2.46 \times 10^9\) Hz
\(f = 2.46\) GHz ≈ 2.45 GHz
La fréquence des micro-ondes est de 2.45 GHz
• Micro-ondes : 300 MHz à 300 GHz
• Four à micro-ondes : Fréquence standard 2.45 GHz
• Chauffage : Absorption par les molécules d'eau
Infrarouge : Ondes électromagnétiques entre le visible et les micro-ondes (700 nm à 1 mm)
λ = 10 μm = 10×10⁻⁶ m, c = 3.00×10⁸ m/s
\(c = \lambda f \Rightarrow f = \frac{c}{\lambda}\)
\(f = \frac{3.00 \times 10^8}{10 \times 10^{-6}} = \frac{3.00 \times 10^8}{10^{-5}} = 3.00 \times 10^{13}\) Hz
\(f = 30\) THz
La fréquence des infrarouges est de 30 THz
• Infrarouge : 700 nm à 1 mm
• Rayonnement thermique : Corps chauds émettent IR
• Applications : Thermographie, détection de chaleur
Lumière visible : Partie du spectre perceptible par l'œil humain (400-700 nm)
\(f_{rouge} = \frac{3.00 \times 10^8}{700 \times 10^{-9}} = 4.29 \times 10^{14}\) Hz
\(f_{bleu} = \frac{3.00 \times 10^8}{450 \times 10^{-9}} = 6.67 \times 10^{14}\) Hz
Le bleu a une fréquence plus élevée que le rouge
L'énergie est proportionnelle à la fréquence (E = hf)
La lumière rouge a une fréquence de 4.29×10¹⁴ Hz et le bleu de 6.67×10¹⁴ Hz
• Visible : 400-700 nm
• Longueur d'onde : Rouge > Vert > Bleu
• Fréquence : Rouge < Vert < Bleu
Rayons X : Ondes électromagnétiques de très haute fréquence (0.01-10 nm)
λ = 0.1 nm = 0.1×10⁻⁹ m, c = 3.00×10⁸ m/s
\(c = \lambda f \Rightarrow f = \frac{c}{\lambda}\)
\(f = \frac{3.00 \times 10^8}{0.1 \times 10^{-9}} = \frac{3.00 \times 10^8}{10^{-10}} = 3.00 \times 10^{18}\) Hz
\(E = hf = 6.63 \times 10^{-34} \times 3.00 \times 10^{18} = 1.99 \times 10^{-15}\) J
Les rayons X ont une fréquence de 3.0×10¹⁸ Hz et une énergie très élevée
• Rayons X : 0.01-10 nm
• Haute énergie : Pénétration dans la matière
• Applications : Radiologie, cristallographie
- Radio : λ > 1 m (f < 300 MHz)
- Micro-ondes : 1 mm < λ < 1 m (300 MHz < f < 300 GHz)
- Infrarouge : 700 nm < λ < 1 mm (300 GHz < f < 430 THz)
- Visible : 400 nm < λ < 700 nm (430 THz < f < 750 THz)
- Ultraviolet : 10 nm < λ < 400 nm (750 THz < f < 30 PHz)
- Rayons X : 0.01 nm < λ < 10 nm (30 PHz < f < 30 EHz)
- Rayons γ : λ < 0.01 nm (f > 30 EHz)
- La vitesse de propagation dans le vide est constante pour toutes les ondes électromagnétiques : c = 3.00×10⁸ m/s
- Les ondes électromagnétiques se propagent dans le vide sans support matériel
- Plus la fréquence est élevée, plus l'énergie transportée est importante
- Les rayons X et gamma sont ionisants et peuvent être dangereux
- Les micro-ondes sont absorbées par les molécules polaires comme l'eau
