Source des rayonnements électromagnétiques

Source des rayonnements électromagnétiques

Cette fiche de révision proposée par notre prof de physique chimie, M. Rachini, est consacrée au chapitre sur les sources des rayonnements électromagnétiques et plus précisément aux ondes, particules et détecteurs. Ce cours est inclus dans la...

Document rédigé par un prof Source des rayonnements électromagnétiques
Télécharger gratuitement

20.00/20

5.0000 5 0

1 Avis > Donne ton avis

6261 téléchargements

Le contenu du document

Cette fiche de révision proposée par notre prof de physique chimie, M. Rachini, est consacrée au chapitre sur les sources des rayonnements électromagnétiques et plus précisément aux ondes, particules et détecteurs. Ce cours est inclus dans la séquence des Ondes et matière au programme de terminale S.

 

Nouveau sur digiSchool ! Notre professeur te propose de réviser aussi en vidéo !

 

I - Sources des rayonnements électromagnétiques

1 - Sources naturelles 

Le Soleil et les étoiles sont les principales sources de rayonnements électromagnétiques qui émettent principalement des rayonnements dans les domaines du visible et proche du visible (infrarouges et ultraviolets).
D'autres sources existent comme les planètes, les comètes et les astroïdes qui émettent eux aussi des rayonnements, dominants dans l'infrarouge, mais qui sont moins intenses que ceux émis par les étoiles.
Il ne faut oublier aussi les rayonnements fossiles, des micro-ondes de basse température, émises environ 380000 ans après le Big Bang et qui sont encore observables aujourd'hui.

2 - Sources fabriquées par l'homme 

Les sources qui proviennent de la main de l'homme comptent pour la majorité des rayonnements électromagnétiques dans notre environnement. Exemple : Rayons X, Rayons Gamma, UV, IR, les ondes Radio etc.
Les appareils électriques ménagers comme les séchoirs, les cuisinières électriques, les lampes fluorescentes, les fours micro-onde, les chaînes stéréo, les téléphones mobiles, les ordinateurs émettent des champs électromagnétiques d'intensités variables.

II - Interaction entre l'atmosphère terrestre et les rayonnements électromagnétiques

L'atmosphère terrestre est une couche gazeuse composée de différentes espèces chimiques: dioxygène (O2), diazote (N2), vapeur d'eau (H2O), dioxyde de carbone (CO2), ozone (O3) etc.
Ces dernières sont transparentes pour certains domaines de longueurs d'ondes et opaques pour d'autres: l'atmosphère laisse principalement passer les rayonnements visibles et proches du visible (ultraviolet de grande longueur d'onde et infrarouge de faible longueur d'onde) ainsi que les ondes radio.
L'observation de l'espace depuis la Terre n'est donc pas possible pour toutes les longueurs d'onde mais l'utilisation de télescopes spatiaux a permis de surmonter cette difficulté.

III - Les ondes qui se propagent dans la matière (ondes mécaniques)

Une onde mécanique est le phénomène de propagation d'une perturbation locale dans un milieu matériel. Lors de la propagation d'une onde mécanique, il y a un transport d'énergie sans transport de matière.
La houle, les ondes sismiques et les ondes sonores sont des ondes mécaniques qui se propagent dans la matière.

1 - La houle

La houle est une succession régulière de vagues qui se propagent à la surface de la mer.
Créée par un vent lointain (loin des côtes), la houle peut se superposer à des vagues en arrivant près des côtes.

La houle est caractérisée par :
- La hauteur H = distance entre un creux et une crête.
Cet hauteur est faible en pleine mer et augmente près
des côtes lorsque la profondeur des fonds diminue.
- La période T. Elle est généralement très élevée car la
houle est une onde mécanique périodique et transversale
à deux dimensions.
- La longueur d'onde ? = distance entre deux vagues. Elle peut atteindre plusieurs centaines de mètres.
- La célérité v qui est de l'ordre de plusieurs mètres par seconde.
- La profondeur moyenne d de l'eau avant le passage de l'onde.

2 - Les ondes sismiques

Les ondes sismiques sont des ondes élastiques qui se propagent dans la Terre à partir d'un foyer F. F représente le point de rupture des roches en profondeur.
Le point de surface qui se trouve à la verticale du foyer F est l' épicentre du séisme.
À partir du foyer, les ondes se propagent en volume ou en surface.
Les ondes sismiques sont détectées à l'aide de sismographes, disposés dans des stations de mesure.
On peut distinguer deux types des ondes sismiques :
- Les ondes P (primaires) : ondes longitudinales très rapides, se propageant dans les solides et les liquides.
- Les ondes S (Secondaires) : ondes transversales moins rapides, ne se propageant que dans les solides.
La magnitude d'un tremblement de terre mesure l'énergie libérée au foyer F d'un séisme. Plus le séisme libère de l'énergie et plus cette magnitude est élevée.

 

3 - Les ondes sonores

1 - Mécanisme de propagation et propriétés

Les ondes sonores sont des ondes de compression-dilatation. Elles ne se propagent que dans les milieux matériels mais pas dans le vide.
La compression initiale peut être créée par la vibration d'un corps solide (corde, membrane d'un haut-parleur ...) qui est l'émetteur sonore. Ce dernier en avançant, comprime les couches d'air voisines de sa surface. L'air comprimé pousse ensuite toutes les couches d'air voisines qui l'entourent, les comprimant à leur tour, puis revient à sa position initiale. On obtient alors une propagation de proche en proche de cette compression-dilatation, jusqu'au récepteur sonore.
La perturbation provoquée par la membrane est donc une variation de pression.
Le déplacement du son correspond à la propagation de l'onde sonore
La célérité du son est indépendante de sa fréquence mais dépend du milieu de propagation, plus le milieu matériel est dense plus la célérité est grande. Exemples : Vitesse du son dans l'air = 340 m/s ; Vitesse du son dans l'acier = 5000 m/s
La célérité du son varie proportionnellement avec la température du milieu de propagation.
Les ondes sonores sont caractérisées par leur fréquence. Les sons audibles par l'homme ont des fréquences comprises entre 20 et 20 000 Hertz. Les ultrasons sont situés au-delà de 20 000 Hertz . En dessous de 20 Hertz, on trouve les infrasons.
Tous les sons ont la même célérité quelle que soit leur fréquence.

2 - Intensité du son

L'intensité d'un son, appelée aussi volume, permet de distinguer un son fort d'un son faible. Elle correspond à l'amplitude de l'onde sonore.
L'amplitude est donnée par l'écart maximal de la grandeur qui caractérise l'onde. Pour le son, onde compression, cette grandeur est la pression. L'amplitude sera donc donnée par l'écart entre la pression la plus forte et la plus faible exercée par l'onde acoustique.
L'intensité sonore I représente ce que reçoit un récepteur ayant une surface S. Elle peut calculée en utilisant l'expression suivante :
Équation (1)
Avec I en watt/mètre carré ( W/m 2) ; P = Puissance sonore en watt ( W) et S = surface du récepteur en mètre carré ( m 2).
- Exemples : au seuil d'audibilité, I 0 = 10 -12 W/m 2
au seuil de douleur, I max = 1 W/m 2
-L'intensité sonore permet de définir le niveau sonore de symbole L (Level) par :
Équation (2)
Avec L en décibel ( dB), I = l'intensité sonore en W/m 2 et I 0 = 10 -12 W/m2
- L'intensité sonore I peut être donc déterminée à partir du niveau sonore L :
Équation (3)

 

IV - Les détecteurs d'ondes et des particules

Les détecteurs d'ondes et de particules jouent un rôle très important dans la prévention et la détection des risques. Ils permettent également d'avoir des informations pertinentes sur des ondes et leurs origines.
Ces détecteurs sont nombreux et varié dépendants à la fois de la nature de l'onde (mécanique et électromagnétique) mais également de la composition des particules.

1 - Détection des ondes électromagnétiques

Les ondes électromagnétiques (lumière visibles et ondes radio) sont détectées avec des télescopes ou radiotélescopes, implantés généralement en haute montagne pour une meilleure observation.
Une pellicule photographique est un détecteur de la lumière visible, qui devient noir lorsqu'elle est éclairée.
Une cellule photoélectrique est un détecteur qui convertit la lumière en un signal électrique.

2 - Détection des ondes mécaniques

Le sismographe est un appareil de mesure qui permet de détecter les séismes et de les enregistrer, en mesurant le mouvement du sol.
Les microphones représentent les détecteurs d'onde sonore.
Les capteurs piézoélectriques sont des détecteurs de pression. Ils détectent les ondes mécaniques.

3 - Détection des particules

Il existe plusieurs dispositifs de détection des particules comme les poussières, les fibres, les gaz toxiques, les fumées etc.
Par exemple, le détecteur de fumée qui est un détecteur des particules solides. Ce dispositif crée autour de lui une lumière (diode laser). Lorsque les particules de fumée entre dans le champ lumineux, une partie de cette lumière est diffusé vers une cellule photoélectrique. Et puis, l'alarme du détecteur est déclenchée.
Fin de l'extrait

Vous devez être connecté pour pouvoir lire la suite

Télécharger ce document gratuitement

Les avis sur ce document

CharmAccio9535
5 5 0
20/20

Merci beaucoup pour les vidéos, c'est vraiment un plus pour ceux qui ont une mémoire plus auditive ou qui préfèrent un cour plus vivant ! Attention, quelques fautes d'orthographe sont présentes.

par - le 07/04/2015

Donne ton avis !

Rédige ton avis

Votre commentaire est en attente de validation. Il s'affichera dès qu'un membre de Bac S le validera.
Attention, les commentaires doivent avoir un minimum de 50 caractères !
Vous devez donner une note pour valider votre avis.

Nos infos récentes du Bac S

Communauté au top !

Vous devez être membre de digiSchool bac S

Pas encore inscrit ?

Ou identifiez-vous :

Mot de passe oublié ?