Le rayonnement électromagnétique est une perturbation d'un champ électrique et d'un champ magnétique qui se propage dans l'espace.
Le rayonnement électromagnétique peut se propager dans le vide, comme l'espace interplanétaire, dans des milieux moins denses, comme l'atmosphère, ou dans des structures de guidage, comme des guides d'ondes.
Le rayonnement gamma est un type de rayonnement électromagnétique à très haute fréquence. Le rayonnement gamma est généralement produit par des éléments radioactifs ou des processus subatomiques ou par des phénomènes astrophysiques.
Types de rayonnement électromagnétique
La gamme de tous les rayonnements électromagnétiques possibles est ce que l'on appelle le spectre électromagnétique. Les différents types de rayonnement électromagnétique pouvant former un spectre électromagnétique sont :
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Les ondes radio.
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Four micro onde.
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Rayonnement infrarouge (ou rayonnement thermique).
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Lumière visible (ou spectre visible).
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rayonnement ultraviolet .
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Rayons X.
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Rayons gamma.
Caractéristiques du rayonnement électromagnétique
Les trois caractéristiques qui déterminent le rayonnement électromagnétique sont la fréquence, la longueur d'onde électromagnétique et la polarisation.
La longueur d'onde est directement liée à la fréquence à travers la vitesse de propagation (de groupe) du rayonnement. La vitesse de propagation de groupe du rayonnement électromagnétique dans le vide est égale à la vitesse de la lumière, dans d'autres environnements cette vitesse est inférieure.
La physique des hautes énergies traite du rayonnement électromagnétique sévère à l'extrémité des ondes courtes du spectre. Selon les concepts modernes, aux hautes énergies, l'électrodynamique cesse d'être indépendante, se combinant en une théorie avec des interactions faibles, puis, à des énergies encore plus élevées, comme prévu, avec tous les autres domaines de mesure.
Il existe des théories qui diffèrent dans les détails et les degrés de généralité, ce qui permet de modéliser et d'étudier les propriétés et les manifestations du rayonnement électromagnétique. La plus fondamentale des théories complètes et vérifiées de ce type est l'électrodynamique quantique.
Certaines caractéristiques des ondes électromagnétiques du point de vue de la théorie des oscillations et des concepts de l'électrodynamique sont :
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La présence de trois vecteurs perpendiculaires entre eux (dans le vide) : vecteur d'onde, vecteur champ électrique E et vecteur champ magnétique d'intensité H.
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Les ondes électromagnétiques sont des ondes transversales dans lesquelles les vecteurs de force de champ électrique et magnétique oscillent perpendiculairement à la direction de propagation des ondes, mais elles diffèrent considérablement des ondes de l'eau et du son en ce qu'elles peuvent être transmises d'une source à un récepteur, même à travers le vide. .
Effets sur la santé humaine
Les effets des rayonnements électromagnétiques sur les êtres vivants dépendent avant tout de deux facteurs principaux :
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la fréquence des radiations
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le type d'exposition aux rayonnements (intensité du rayonnement, durée d'exposition, partie du corps exposée, etc.)
La quantité de rayonnement absorbée se mesure en grays, un gray correspond à l'absorption d'un joule d'énergie rayonnée par un kilogramme de matière. Une autre unité de mesure utilisée dans le domaine de l'énergie nucléaire est le sievert.
En ce qui concerne la fréquence des rayonnements, on distingue généralement les rayonnements ionisants et non ionisants.
Les rayonnements ionisants : qu'est-ce que c'est et quels effets ont-ils ?
Les rayonnements ionisants sont ceux qui ont une fréquence suffisamment élevée pour ioniser les atomes ou les molécules des substances exposées.
Ce type de rayonnement est capable de modifier la structure chimique des substances qu'il affecte et peut produire des effets biologiques à long terme sur les êtres vivants. Un exemple de cette altération serait la modification de l'ADN des cellules pouvant conduire au cancer.
Par curiosité, Hisashi Ouchi, l'homme qui a reçu la plus forte dose de rayonnements ionisants au monde, a reçu entre 10 et 20 Sieverts.
Les rayons X et le rayonnement gamma seraient deux exemples de rayonnement électromagnétique hautement ionisant.
Les rayonnements non ionisants : qu'est-ce que c'est et quels effets ont-ils ?
Les rayonnements non ionisants sont ceux qui n'ont pas une fréquence suffisante pour provoquer l'ionisation des matériaux exposés.
A titre d'exemple de rayonnement non ionisant, on peut citer les micro-ondes ou les ondes radio. Ce type de rayonnement n'a pas suffisamment d'énergie pour provoquer directement des mutations de l'ADN et ne peut donc probablement pas initier la carcinogenèse mais pourrait être promoteur.
Du point de vue de leurs effets sur la santé, les rayonnements non ionisants peuvent être classés en trois grands groupes :
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Champs électromagnétiques basse fréquence (ELF) : gamme de 3 à 30 000 Hz).
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Champs radiofréquences et micro-ondes : gamme 30 kHz - 300 GHz.
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Rayonnement optique : de la lumière infrarouge à la lumière ultraviolette.
Utilisations et applications
De manière générale, on distingue deux macro familles d'applications :
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Transport d'informations (communications radio telles que la radio, la télévision, les téléphones portables, les satellites artificiels, les radars, les rayons X)
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Transport d'énergie, comme le four à micro-ondes.