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1
Ondes et particules
PARTIE
I
-
ONDES
ET
MATIERE
11
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De nombreux phénomènes naturels, la houle, le son ou la lumière, sont de
nature ondulatoire. En étudiant ces phénomènes, en particulier les
rayonnements issus du Cosmos, l’Homme a pu améliorer considérablement sa
connaissance de l’Univers. A partir de la simple observation de la lumière d’une étoile,
on peut en déduire son éloignement et sa composition chimique. La propagation d’une
onde s’accompagne toujours du déplacement de particules, mais pas toujours dans la
direction de l’onde.
A. Rayonnements dans l’Univers
1. Sources
L’Univers observable depuis la Terre comporte une grande variété d’objets : étoiles,
galaxies, nébuleuses, pulsars et quasars. Tous ces objets émettent des ondes
électromagnétiques visibles ou invisibles, que nous pouvons capter et analyser,
permettant ainsi d’en déterminer la composition ou la température.
a) Ondes électromagnétiques
Pour caractériser une onde électromagnétique (OEM), on utilise soit la longueur
d’onde (λ), dans le vide, exprimée en mètres, soit la fréquence (f) exprimée en Hertz
(Hz). Ces deux grandeurs sont liées par la relation :
f
ν
λ
= λ : longueur d’onde (m)
ν
: célérité de l’onde (m.s
-1
)
f : fréquence (Hz)
Le
spectre
représente l’ensemble des ondes électromagnétiques. L’étendue des ondes
visibles ne représente qu’une très petite partie du spectre.
Spectre des ondes électromagnétiques :
λ : longueur d’onde (m)
GSM radar visible (400 nm violet - 750 nm rouge)
10
3
10
6
10
9
10
12
10
15
10
18
10
21
1M 1k 1 1m 1μ 1n 1p
f: fréquence (Hz)
TBF
radio lumière
X
γcosmiques
radio
TV
μ-ondes
I.R. UV