Il eut été peut-être plus correct décrire : " Le rayonnement électromagnétique ", car, si divers que soient dans leurs modes de production, leurs manifestations et leurs effets les ondes hertziennes, linfrarouge, la lumière visible, lultraviolet, les rayons X et enfin les rayons gamma, ces rayonnements sont de même nature et forment une gamme continue.
Jai essayé, dans le tableau suivant, de figurer lensemble du spectre électromagnétique..
En raison de létendue de ce spectre, une échelle logarithmique est indispensable; chaque division représente un facteur 10. Pour une raison typographique, la fréquence du secteur (50 Hz) est figurée légèrement en-dessous de son emplacement exact. Cette imprécision a peu dimportance sur un tableau qui couvre 22 puissances de 10.
Les limites du domaine (très étroit) de la lumière visible, imposées par la bande passante de notre vision, sont bien définies. Mais ce cas est unique. Dans les régions de transition, la même radiation peut souvent être engendrée et détectée par des méthodes différentes la classant dans lun ou lautre domaine ; doù les chevauchements des domaines. Cest pourquoi jai figuré leurs séparations approximatives en pointillé, sauf pour la lumière visible..
En règle générale, ces rayonnements, pour expliquer tous leurs effets, demandent une double modélisation : laspect ondulatoire et laspect corpusculaire.
Dune part, ce sont des ondes : un champ électrique et un champ magnétique variant sinusoïdalement à une certaine fréquence, perpendiculaires entre eux et se propageant à la vitesse de la lumière selon une direction elle-même perpendiculaire au plan quils définissent.
Dautre part, certains phénomènes imposent de considérer que lénergie ainsi transportée est émise sous forme de " paquets " ou de " grains " (quanta), dont lénergie individuelle est proportionnelle à la fréquence de londe ; le vecteur de cette énergie individuelle est le Photon, particule sans masse de la famille des Bosons .
Cest pourquoi le tableau indique, pour une même radiation, la fréquence et la longueur donde (aspect ondulatoire) et lénergie du photon correspondant (aspect corpusculaire) ; cette énergie est exprimée en électron-volt, unité qui sera définie plus loin.
Cette dualité onde-particule est très difficile à concevoir et a été difficilement admise par ceux-là mêmes à qui elle simposa.
Aux fréquences les plus basses (pouvant atteindre tout de même 10 Gigahertz ou davantage), laspect corpusculaire est habituellement négligé, inutile pour expliquer les propriétés des ondes hertziennes.
A lautre extrémité de la gamme (rayons gamma), laspect ondulatoire est difficile à mettre en évidence et lon parle plus volontiers dénergie de photons que de longueur donde ou de fréquence
Pour parler plus clairement (du moins je lespère ) de ces rayonnements électromagnétiques, je les ai séparés en trois sections :
Ces sections appelant des développements importants, je les traite comme des articles distincts.