Chap 01

2.1. CERNES PAR LES ONDES ELECTROMAGNETIQUES. Vous allumez la lampe de la cuisine ? Les ondes électromagnéti-
ques déferlent. Vous faîtes chauffer la plaque électrique ? Elles
se répandent à foison. Nous vivons en permanence dans un
bain d’ondes, sans même nous en paercevoir. Et, dans ce grand
bain, les ondes émises par votre four à micro pndes, vos appa-
reils wifi ou votre téléphone portable ne sont qu’une petite
goutte.
Si les ondes électromagnétiques font à tel point partie de tous
les aspects de notre quotidien, c’est parce qu’elles transportent
la lumière, la chaleur, et, d’une façon générale, l’énergie sous
toutes ses formes. Elles ne savent faire que cela, mais elles le
font redoutablement bien. Car une onde électromagnétique, c’est
l’autre versant d’une des plus fascinantes particules de la
physique: le photon. Une particule hyperspécialisée, une petite
boule d’énergie pure, sans masse, qui ne sait faire qu’une chose:
filer en ligne droite à 300 000 km/s, son paquetage d’énergie sur
le dos. Lorqu’on allume une simple lampe torche, cent millions de milliards de photons jaillissent de l’ampoule chaque seconde.
Onde, particule .... double face du photon. Selon la façon dont on le regarde, le photon se comporte soit comme une bille, soit comme
une onde (comme un tuyau: vu de face il semble rond, et rectangulaire lorsqu’il est vu de profil).
En fonction de la quantité d’énergie qu’ils embarquent, les photons changent de nom pour constituer, tous ensemble, le spectre
électromagnétique. Les plus chargés sont les «gamma» et les «X». Ils possèdent une très courte longueur d’onde (plus petite qu’un
atome), et les physiciens, lorsqu’ils les étudient, préfèrent les considérer plutôt comme des particules. Quant aux photons plus faibles
en énergie, ils correspondent aux «radio». Dans leur cas, la longueur d’onde peut parfois atteindre plusieurs kilomètres. Les physiciens
les voient alors davantage comme des ondes.
Qu’entendons-nous par onde ? C’est une vibration dans l’espace, comme une vague sur la mer. Mais qu’est-ce qui vibre ? Et bien, un
champ magnétique et un champ électrique perpendiculaires l’une à l’autre. C’est par l’intermédiaire du champs électrique que les ondes
interagissent avec la matière. C’est lui qui génère le courant électrique dans l’antenne d’une radio, ou qui excite les cellules de la vision
de l’oeil, etc ... Voilà pouquoi, lorsqu’on parle des ondes, on considère essentiellement le champ électrique.
2. LES ONDES ELECTROMAGNETIQUES.
Four à micro
ondes
3 V/m à 40 cm
Lampe basse conso
Basses frequences
17,5 V/m à 30 cm
Telephone fixe
Hautes fréquences
1,8 V/m à 40 cm PLaque induction
Hautes fréquences
6 V/m à 40 cm
Ordinateur
Ondes radio
4 V/m à 50 cm
Lumière
visible est
aussi une
onde
Radio
capte ondes
hertziennes Radiateur sa chaleur se
propage par les ondes
infrarouges
Manettes de jeu sans fil
émet des infrarouges
Boitier wi-fi
Hautes fréquences
0,3 V/m à 40 cm
Téléviseur capte
les ondes à hautes
fréquences et émet
de la lumière
visible
Telephone
portable reçoit et
émet des hautes
fréquences
ONDES ET PARTICULES
C’est par rayonnement que l’énergie solaire parvient jusqu’à nous.
Le rayonnement est un phénomène physique qui peut être décrit:
de manière particulaire par la propagation de photons.
OU de manière ondulatoire par la propagation d’une onde électromagnétique.
1. LES PARTICULES
Différents types de particules sont présentes dans l’Univers:
des particules élémentaires (électrons, quarks ..) dont aucune structure n’est connue;
des particules ayant une structure, comme les protons et neutrons (composés de quarks) mais aussi les atomes, les ions,
les molécules;
une autre particule élémentaire au statut particulier: le photon, particule de lumière pouvant modéliser les rayonnements
électromagnétiques dans le cadre de la dualité onde-corpuscule.

2.3. COMMENT LES ONDES ELECTROMAGNETIQUES INTERAGISSENT-ELLES SUR LE CORPS ?
Parmi toutes ces ondes on distingue les radiations visibles qui ont des longueurs d’onde comprises entre 400 nm et 800 nm environ.
Elles sont limitées par les UV et par les IR. Le rayonnement visible n’est donc qu’un rayonnement parmi d’autres.
2.2. LE SPECTRE DES ONDES ELECTROMAGNETIQUES.
Le spectre des ondes électromagnétiques est composé d’une infinité de radiations. Chaque radiation est caractérisée par sa longueur
d’onde  ou par sa fréquence .
Le spectre des ondes electromagnétiques est découpé arbitrairement en divers domaines, des rayons gamma aux ondes radio.
Tout dépend de l’énergie portée par les photons.
Les plus énergétiques les «gamma», les «X» et
une petite partie des ultraviolets, sont tellement
bourrés d’énergie qu’ils pénètrent l’organisme
comme des balles, et endommagent l’organisme
comme des balles, et endommagent nos cellules.
Les plus violents sont émis dans l’Univers, par
des cataclysmes du genre explosion d’étoile. Sur
Terre, ils proviennent des sources radioactives. A
mesure que sa longueur d’onde s’allonge, les pho-
tons contiennent de moins en moins d’énergie.
Nous entrons alors dans le vaste domaine des
rayonnements non ionisants qui ne peuvent plus
briser les cellules. Ils ne sont pas inoffensifs pour
autant: ils ne pulvérisent pas nos cellules, certes,
mais ils peuvent les chauffer jusqu’à les brûler
s’ils sont en assez grand nombre. Après tout, les
infrarouges émises par le four cuisent un rôti, et
peuvent même le brûler. En descendant le spectre,
on tombe sur les micro-ondes. Elles cèdent égale-
ment leur énergie à notre corps, mais elles sont
très vite atténuées, car les molécules d’eau de notre
organisme les attrapent au vol, les captent, en
quelque sorte. Sous l’effet des microondes, les
molécules d’eau se mettent à gigoter, ce qui abou-
tit à un échauffement des tissus.
Epiderme: la
barrière antimicrobe
Derme: il donne
résistance et élasticité
Hypoderme: un
réservoir de graisse
donc d’énergie
La peau est organisée en trois couches - l’épiderme, le derme et l’hypoderme - de
plus en plus profondes. Selon leur longueur d’onde, les rayons y pénètrent plus
ou moins. Les rayons rouges atteignent l’hypoderme (environ 4 mm)
Les ondes des téléphones portables entrent dans cette catégorie. On limite donc leur puissance de telle sorte que l’écgauffement soit
négligeable. Enfin, les ondes radio, les plus pauvres en énergie. On pourrait même croire qu’elles n’ont même plus la force de pénétrer notre
corps. En fait, elles agissent également sur notre corps, mais d’une façon bien différente. En fait, l danger vient des très nombreuses
charges électriques qui circulent dans notre corps et qui se mettent en mouvement, ce qui crée des petits courants électriques.

L’homme sait aujourd’hui construire des émetteurs et des détecteurs pour les rayonnements de chacun de ces domaines.
2.5. ABSORPTION PAR L’ATMOSPHERE TERRESTRE.
Les divers rayonnements se propagent dans le vide et dans des milieux matériels. La plupart interagissent avec la matière, notamment
avec l’atmosphère. Les constituants de l’atmosphère:
absorbent certaines radiations, ce qui peut gêner les observations astronomiques:
la lumière visible et la plupart des ondes radio sont peu ou pas absorbées par l’atmosphère;
les rayons X, certains UV et les grandes ondes radio ne franchissent pas la haute atmosphère.
L’utilisation de telescopes spatiaux permet de détecter les rayonnements qui ne parviennent pas jusqu’au sol;
intéragissent avec les astroparticules. Des particules secondaires sont alors créées. Les plus abondantes au niveau de la
mer sont les muons.
2.4. LES SOURCES DE RAYONNEMENT CELESTES.
Tous les objets célestes émettent des rayonnements dans divers domaines. Il est possible d’associer à certains rayonnements des
sources caractéristiques.