Spectre électromagnétique - Définition
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Spectre d'émission
Des atomes ou molécules excités (par exemple par chocs) se désexcitent en émettant une onde électromagnétique. Celle-ci peut se décomposer en une superposition d'ondes sinusoïdales (monochromatiques) caractérisées par leurs longueurs d'onde. Le spectre est constitué par l'ensemble des longueurs d'ondes présentes. On peut le matérialiser à l'aide d'un prisme de décomposition de la lumière en un ensemble de lignes, les raies spectrales, qui correspondent aux différentes longueurs d'ondes émises. Pour plus de précision, on peut également représenter ce spectre comme un graphe de l'intensité lumineuse en fonction de la longueur d'onde.
L'observation du spectre d'émission de l'hydrogène se fait au moyen d'un tube Geissler qui comporte deux électrodes et de l'hydrogène sous faible pression. Les électrodes sont soumises à une différence de potentiel de 1000 V. L'important champ électrique accélère les ions présents qui, par chocs, excitent les atomes d'hydrogène. Lors de leur désexcitation, ils émettent de la lumière qui est analysée par un spectroscope. Dans tous les cas on observe (dans le visible) le même spectre composé de 4 raies (spectres de raies) aux longueurs d'ondes : 410 nm, 434 nm, 486 nm, 656 nm.
Niels Bohr interprétera alors l'émission de lumière par l'émission d'un photon lorsque l'atome passe d'un niveau d'énergie à un autre. Le spectre d'émission de n'importe quel élément peut être obtenu en chauffant cet élément, puis en analysant le rayonnement émis par la matière. Ce spectre est caractéristique de l'élément.
Usages et classification
Les définitions des bandes mentionnées dans le tableau sont les suivantes (normalisation internationale effectuée par l’UIT) ; elles sont aussi communément désignées par leur catégorie de longueur d’onde métrique (dans le tableau ci-dessous, les longueurs d'onde sont calculées avec l'approximation courante
| Bandes | Fréquences | Longueur d’onde | Usages |
|---|---|---|---|
| Ondes TLF (Tremendously Low Frequency) | 0 Hz à 3 Hz | 100 000 km à ∞ | Champs magnétiques, ondes et bruits électromagnétiques naturels |
| Ondes ELF (Extremely Low Frequency) | 3 Hz à 30 Hz | 10 000 km à 100 000 km | Ondes électromagnétiques naturelles, résonance terrestre de Schumann, ondes du cerveau humain, recherches en géophysique, raies spectrales moléculaires |
| Ondes SLF (Super Low Frequency) | 30 Hz à 300 Hz | 1 000 km à 10 000 km | Ondes électromagnétiques naturelles, résonance terrestre de Schumann, ondes physiologiques humaines, ondes des lignes électriques, usages inductifs industriels, télécommandes EDF Pulsadis, harmoniques ondes électriques |
| Ondes ULF (Ultra Low Frequency) | 300 Hz à 3 kHz | 100 km à 1 000 km | Ondes électromagnétiques naturelles notamment des orages solaires, ondes physiologiques humaines, ondes électriques des réseaux téléphoniques et ADSL, harmoniques ondes électriques, signalisation TVM des TGV |
| Ondes VLF (Very Low Frequency) | 3 kHz à 30 kHz | 10 km à 100 km | Ondes électromagnétiques naturelles, radiocommunications submaritimes militaires, transmissions par CPL, systèmes de radionavigation, émetteurs de signaux horaires |
| Ondes LF (Low Frequency) | 30 kHz à 300 kHz | 1 km à 10 km | Ondes électromagnétiques naturelles des orages terrestres, radiocommunications maritimes et submaritimes, transmissions par CPL, radiodiffusion en OL, émetteurs de signaux horaires, systèmes de radionavigation |
| Ondes MF (Medium Frequency) | 300 kHz à 3 MHz | 100 m à 1 km | Systèmes de radionavigation, radiodiffusion en OM, radiocommunications maritimes et aéronautiques, radioamateurs, signaux horaires |
| Ondes HF (High Frequency) | 3 MHz à 30 MHz | 10 m à 100 m | Radiodiffusion internationale, radioamateurs, radiocommunications maritimes et aéronautiques, radiocommunications militaires et d’ambassades, aide humanitaire, transmissions gouvernementales, applications inductives autorisées, signaux horaires, CB en 27 MHz, radar Nostradamus |
| Ondes VHF (Very High Frequency) | 30 MHz à 300 MHz | 1 m à 10 m | Radiodiffusion et télédiffusion, radiocommunications professionnelles, transmissions militaires, liaisons des secours publics, radionavigation et radiocommunications aéronautiques, radioamateurs, satellites météo, radioastronomie, recherches spatiales |
| Ondes UHF (Ultra High Frequency) | 300 MHz à 3 GHz | 10 cm à 1 m | Télédiffusion, radiodiffusion numérique, radioamateurs, radiocommunications professionnelles, transmissions militaires y compris aéronautiques, liaisons gouvernementales, liaisons satellites, FH terrestres, radiolocalisation et radionavigation, services de la DGAC, usages spatiaux, satellites météo, téléphonie GSM et UMTS, liaisons Wi-Fi et Bluetooth, systèmes radar |
| Ondes SHF (Super High Frequency) | 3 GHz à 30 GHz | 1 cm à 10 cm | FH terrestres et par satellite, systèmes radar, liaisons et FH militaires divers, systèmes BLR, radioastronomie et usages spatiaux, radiodiffusion et télédiffusion par satellite, liaisons Wi-Fi, fours à micro-ondes |
| Ondes EHF (Extremely High Frequency) | 30 GHz à 300 GHz | 1 mm à 1 cm | FH terrestres et par satellite, recherches spatiales, radioastronomie, satellites divers, liaisons et FH militaires, radioamateurs, systèmes radar, raies spectrales moléculaires, expérimentations et recherches scientifiques |
| Ondes THF (Tremendously High Frequency) | 300 GHz à 300 000 000 THz | 0,99 pm à 999,3 µm | * Ondes infrarouges C (300 GHz à 100 THz)
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