Les ondes électromagnétiques : spectre et applications

Une onde électromagnétique est une perturbation des champs électrique et magnétique qui se propage sans support matériel, même dans le vide. Elle transporte de l'énergie à la vitesse de la lumière, notée c = 3,00 × 10^8 m/s. Contrairement aux ondes mécaniques comme le son ou les vagues, elle n'a pas besoin de matière pour se déplacer. La lumière visible, les ondes radio ou les rayons X sont des exemples d'ondes électromagnétiques. On caractérise une onde par sa fréquence ν (en hertz) et sa longueur d'onde λ (en mètre).

Le spectre électromagnétique classe les ondes selon leur longueur d'onde ou leur fréquence. On distingue, par longueur d'onde décroissante : les ondes radio, les micro-ondes, l'infrarouge, la lumière visible, l'ultraviolet, les rayons X et les rayons gamma. Plus la longueur d'onde est petite, plus la fréquence est élevée et plus l'énergie transportée par l'onde est grande. Tous ces domaines se propagent à la même célérité c dans le vide, mais leurs effets sur la matière diffèrent fortement.

Chaque domaine du spectre électromagnétique a des applications spécifiques. Les ondes radio servent aux télécommunications (radio, télévision, téléphonie mobile). Les micro-ondes chauffent les aliments en agitant les molécules d'eau. L'infrarouge est utilisé dans les télécommandes et la vision nocturne. La lumière visible nous permet de voir, tandis que l'ultraviolet sert à stériliser ou à bronzer. Les rayons X sont utilisés en imagerie médicale et les rayons gamma en radiothérapie contre certains cancers.

Les ondes électromagnétiques n'ont pas toutes les mêmes effets sur le vivant. Les rayonnements non ionisants (radio, micro-ondes, infrarouge, visible) n'ont pas assez d'énergie pour arracher des électrons aux atomes. En revanche, les rayonnements ionisants (ultraviolet, rayons X, gamma) peuvent endommager l'ADN et provoquer des cancers. C'est pourquoi leur usage est strictement encadré : limitation de la durée d'exposition, éloignement de la source, écrans de plomb et dosimètres pour les professionnels.