RAYONNEMENT DANS L`UNIVERS

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R AYONNEMENT DANS L ’U NIVERS
1 Rayonnement et sources de rayonnement
1.1 Rayonnement
Un rayonnement désigne la propagation d’énergie par une source.
Par exemple, c’est par rayonnement que l’énergie solaire provient jusqu’à la Terre.
Le rayonnement peut être décrit de manière particulaire : il correspond à un
déplacement de particules : protons, neutrinos, photons.
Le rayonnement peut être décrit de manière ondulatoire : il correspond à la
propagation d’une onde électromagnétique (modification des champs électrique et
magnétique)
Remarque :
La lumière est un rayonnement qui peut être décrit soit par le modèle corpusculaire (les
photons), soit par le modèle ondulatoire.
1.2 Divers rayonnements
Le spectre des ondes électromagnétiques est découpé arbitrairement en divers
domaines des rayons γ aux ondes radio
Dans ce spectre, les radiations visibles n’occupent qu’une toute petite partie (d’environ 400 nm
à 800 nm dans le vide). Ces radiations sont limitées par les ultra violet (UV : inférieures à 400
nm) et les infra rouge (<IR : supérieures à 800 nm). Le rayonnement visible n’est donc qu’un
rayonnement parmi d’autres.
De nombreuses particules existent dans le vide interstellaire (on y trouve
notamment beaucoup de protons et de noyaux d’hélium). Ces particules en
déplacement constituent le rayonnement cosmique.
Le vent solaire par exemple est un flux de particules chargées émises par le Soleil.
1.3 Sources de rayonnements
Tous les objets célestes émettent des rayonnements dans divers domaines, on peut cependant
associer certains rayonnements à des sources caractéristiques.
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Les ondes visibles, les UV et les IR sont principalement produits par des corps chauds.
Le rayonnement cosmique semblerait, à l’heure actuelle, avoir pour origine de la supernova
(explosion d’étoiles massives en fin de vie)
Les rayonnements cosmiques sont en partie arrêtés par le champ magnétique terrestre mais
peuvent être reproduits sur Terre dans les accélérateurs de particules.
2 Détection de rayonnement
On parle selon le cas de détecteur ou de capteur.
Généralement un détecteur transforme un rayonnement en grandeur physique mesurable.
Détection de rayonnement de particules
Les particules ne sont pas toujours identifiables directement, on étudie les effets de leur
interaction avec la matière.
Détection de rayonnement électromagnétique
Il y a différents détecteurs d’ondes E.M selon le domaine étudié.
Ainsi l’œil (ou plutôt la rétine de l’œil est un détecteur d’ondes lumineuses.
Une antenne réceptrice est un détecteur d’ondes hertziennes
Un capteur CCD peut détecter des ondes IR.
3 Absorption de rayonnements
Les rayonnements se propagent dans le vide et dans certains milieux matériels.
Généralement, ils interagissent avec la matière et notamment avec l’atmosphère
terrestre.
Lors de l’interaction rayonnement/matière, une partie de l’énergie transportée par le
rayonnement peut être absorbée.
Si toute l’énergie est absorbée, on parle de milieu opaque.
Si la totalité de l’énergie n’est pas absorbée, on parle de milieu transparent.
Ex : une valise est opaque pour les rayonnements visibles mais transparente pour les RX des
aéroports.
Les rayonnements capables de traverser l’atmosphère terrestre sans être absorbés
sont principalement les rayonnements visibles et radio.
Pour s’affranchir des effets de l’atmosphère, on peut placer des détecteurs au-delà de
l’atmosphère (comme le télescope spatial Hubble par exemple).