struCture éleCtronique des atomes
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se forment et se déplacent à la surface en cercles concentriques. Cependant,
l'onde d'un rayonnement se propage dans toutes les directions plutôt que dans
un seul plan, comme c'est le cas à la surface d'un lac.
Selon la théorie électromagnétique de la lumière développée par
James
Clerck Maxwell
, une onde électromagnétique se caractérise par le déplace-
ment simultané de champs électrique et magnétique oscillants et perpendi-
culaires. Quatre paramètres en déterminent les propriétés :
la
longueur d'onde
,
(lambda)
1
, qui représente la distance entre deux
crêtes (ou deux creux) consécutifs (figure 5.1) ; elle s'exprime en mètre (m)
et en ses sous-multiples les plus usuels, c'est-à-dire le micromètre (
µm) et le
nanomètre (nm) ;
la
fréquence
,
(nu), qui correspond au nombre de longueurs d'onde passant
chaque seconde en un point repère ; l'unité de fréquence du SI est le hertz
2
(Hz), qui vaut une longueur d'onde par seconde (s
-1
) ;
l'
amplitude
,
(psi), qui représente l'intensité du rayonnement ; elle corres-
pond à la grandeur de la variation (électrique et magnétique) qui compose
une onde ;
la vitesse de propagation, c ; dans le vide, une onde se déplace à la vitesse
de la lumière, soit à 2,997 924 58
× 10
8
m
s
-1
, valeur que l'on arrondit à
3,00
× 10
8
m
s
-1
dans les calculs usuels.
La fréquence et la longueur d'onde d'une onde électromagnétique sont
reliées à sa vitesse de déplacement par l'expression suivante.
= c
Ainsi, un rayonnement dont la longueur d'onde,
, est de 1,0 × 10
-10
m
(région des rayons X) possède une fréquence,
, de 3,0 × 10
18
Hz (s
-1
).
= =
×
×
=
×
-
-
-
c
3 00 10
3 0 10
8
18
,
,
m s
1,0 10
m
s
1
10
1
=
=
×
3 0 10
18
,
Hz
Les rayonnements électromagnétiques occupent un champ très large,
appelé
spectre électromagnétique
. Ce spectre va de rayonnements de
longueurs d'onde très courtes et très pénétrantes, tels les rayons
produits
par les désintégrations nucléaires, jusqu'à ceux de longueurs d'onde pouvant
atteindre près de 1 km, comme les ondes radio. La figure 5.2 montre les princi-
pales régions du spectre électromagnétique. La portion dite du visible s'étend
Longueur d'onde :
distance
séparant deux points équivalents
successifs sur une courbe sinu
soïdale représentant une onde.
Fréquence :
nombre de lon
gueurs d'onde se succédant en
un point repère par unité de
temps ; elle s'exprime en Hz (s
-1
).
Amplitude :
grandeur de la
variation électromagnétique
composant une onde ; elle
correspond à la distance entre
la médiane et la crête (ou le
creux) de l'onde.
Spectre électromagnétique :
champ des rayonnements
électromagnétiques s'étendant
d'environ 10
-12
m à 10
3
m.
CONNAISSEZ-VOUS...?
JAmeS CLeRCk mAxweLL
(18311879)
Physicien écossais. Il développa
la théorie électromagnétique
de la lumière.
1. Une légende des principales lettres grecques utilisées comme symboles est fournie à la fin de
l'ouvrage.
2. Le hertz était anciennement désigné cycle par seconde (cps).
Figure 5.1
Représentation simplifiée d'une onde.
= 5 Hz (5 longueurs d'onde)
1 s
Sens du
déplacement
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
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