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Fiche résumé — Ondes électromagnétiques

Chapitre 10 | 1ère Bac Pro | Physique-Chimie

1. Qu'est-ce qu'une onde EM ?

Une onde électromagnétique est une perturbation qui se propage dans l'espace en transportant de l'énergie, sans support matériel.

  • Vitesse dans le vide : \(c = 3 \times 10^8\) m/s
  • Constituée d'un champ électrique et d'un champ magnétique oscillants, perpendiculaires entre eux
  • Transporte de l'énergie et peut transmettre des informations

2. Longueur d'onde et fréquence

\(\lambda = \dfrac{c}{f} \qquad f = \dfrac{c}{\lambda} \qquad c = \lambda \times f\)
  • \(\lambda\) : longueur d'onde (en m)
  • \(c = 3 \times 10^8\) m/s
  • \(f\) : fréquence (en Hz)
Piège : Convertir \(\lambda\) en mètres avant de calculer. \(1 \text{ nm} = 10^{-9} \text{ m}\).
Astuce : Plus la fréquence est haute, plus la longueur d'onde est courte.

3. Le spectre électromagnétique

Rayons gamma < 0,01 nm Radioactivité
Rayons X 0,01 – 10 nm Radiographie
Ultraviolets 10 – 400 nm Soleil, stérilisation
Visible 400 – 800 nm Lumière visible
Infrarouge 800 nm – 1 mm Caméra thermique, chaleur
Micro-ondes 1 mm – 30 cm Wifi, 4G/5G, radar
Ondes radio > 30 cm Radio FM/AM, TV

Haute fréquence, haute énergie (gamma) ← → Basse fréquence, basse énergie (radio)

4. Applications professionnelles

  • Thermographie infrarouge : un installateur thermique utilise une caméra IR pour détecter les déperditions thermiques, les fuites dans un plancher chauffant, les zones froides d'un radiateur
  • Télécommande IR : pilotage des climatiseurs (\(\lambda \approx 940\) nm)
  • Panneaux solaires : captent le rayonnement visible et IR du Soleil

5. Communications sans fil

Wifi2,4 / 5 GHz
Bluetooth2,4 GHz
4G700 MHz – 2,6 GHz
5G3,5 / 26 GHz
Astuce : Les ondes EM permettent la régulation connectée des chaudières (thermostat sans fil, pilotage à distance).

Résumé express — Identifier un rayonnement

1 Lire la longueur d'onde \(\lambda\) ou la fréquence \(f\)
2 Convertir en mètre si nécessaire (\(1 \text{ nm} = 10^{-9} \text{ m}\))
3 Comparer aux bornes du spectre pour identifier le domaine
4 Si besoin, calculer \(\lambda = c/f\) ou \(f = c/\lambda\)
5 Citer une source et un détecteur adaptés au domaine