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1. LES ONDES ELECTROMAGNETIQUES
1.1. LES ONDES ELECTROMAGNETIQUES.
Vous allumez la lampe de la cuisine ? Les ondes électromagnétiques 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 appareils 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 électroma-
gnétique, 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.
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.
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
Rad io
capte ondes
hertziennes Radiateur sa chaleur se
propage par les ondes
inf rarouges
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
Telephon e
portable reçoit et
émet des hautes
fréquences
Lorsque la lumière solaire arrive sur chacune des gouttes de pluie qui tombent d’un nuage, elle
subit une première réfraction, puis une réflexion totale dans la goutte et enfin une seconde
réfraction. A l’instar d’un prisme, une goutte d’eau se comporte comme un système dispersif, la
déviation étant maximale pour les radiations violettes.
L’observateur qui contemple un arc-en-ciel verra le rouge au-dessus du bleu, les couleurs
intermédiaires s’intercalent entre ces deux extrêmes.
On peut montrer, compte tenu de l’indice de réfraction de l’eau, que l’intensité du faisceau
émergent est maximale lorsque l’angle D vaut environ 138°.
THEME 1. LA SANTE
CHAP 2. LES ONDES ELECTROMAGNETIQUES ET SONORES
1.2. DISPERSION DE LA LUMIERE BLANCHE VISIBLE PAR UN PRISME
On eclaire un faisceau de lumière blanche un prisme.
Observation.
L’observateur voit sur l’écran blanc des bandes colorées.
Interprétation.
L’écran blanc diffuse les lumières colorées provenant de la décomposition de la lumière
blanche. Le prisme a décomposé la lumière blanche.
Conclusion.
La lumière blanche est composée de lumières colorées. L’ensemble des couleurs observées constitue le spectre de la lumière blanche.
Application.
L’arc-en-ciel est dû à la décomposition de la lumière blanche par les gouttelettes d’eau.