FORMULES de PHYSIQUE
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ONDES de TOUS RAYONNEMENTS ELECTROMAGNéTIQUES
-ondes des rayonnements électromagnétiques
Les rayonnements émetteurs électromagnétiques (rayons lumineux, ou ionisants ou thermiques) sont des photons
Les noms de famille des rayons sont ci-dessous notés en caractères gras, leurs longueurs d'onde (l) en mètres, leurs fréquences (f) en Hz et leur énergie (E) arrondie, en J.
--EBF (ELF en anglais) : (l= 108 à 7)-f= 3 à 30 E= 7.10-33 J
--SBF (SLF en anglais)(radio ss-marine) : (l=107 à 6)-f= 3.10 à 3.10² E= 7.10-32 J
--UBF (ULF en anglais) : (l=106 à 5)-f= 3.102 à 3.103 E= 10-31 J
--TBF (VLF en anglais) : (l=105 à 4)-f = 3.103 à 3.104 E= 10-30 J
--BF ou grandes ondes (LW en anglais) : (l=104 à 3)-f = 3.104 à 3.105 E= 10-29 J
--MF ou petites ondes radio (MW en anglais): (l=103 à 2)-f= 3.105 à 3.106 E= 10-28J
--HF ou ondes courtes radio (SW en anglais): (l=102 à 1)-f= 3.106 à 3.107 E= 10-27J
--VHF ondes pour télévision,micro-ondes,maser (λ= 101 à 0 )-f = 3.107 à 8 E= 10-26
--UHF ou ultra courtes (m°-ondes,GPS,T.V): (l=100 à -1)-f= 3.108 à 3.109 E= 10-25 J
--SHF(SUPRA H.F)(radar,satellites,laser) (l=10-1 à -2)-f= 3.109 à 3.1010 E= 10-24 à 25 J
--EHF (laser) : (l=10-2 à -3)--f= 3.1010 à 3.1011 E= 10-24 à 23 J
--rayons T(TéraHertz)(l =10-3 à -4 m)-f= 3.1011 Energie= 10-22 J
--infrarouge lointain(l =10-5 m)-f= 3.1012 Energie= 10-21 J
--infrarouge proche: (l=10-6)-f= 3.1013 Energie= 10-20 J
--rouge moyen : (l~6,25.10-7)-f~ 4,8.1014 Energie= ~10-19 J
--orange moyen: (l~5,90.10-7)-f~5,1.1014 Energie= ~10-19 J
--jaune moyen: (l~5,80.10-7)-f~5,17.1014 Energie= ~10-19 J--
--vert moyen: (l~5,30.10-7)-f~5,65.1014 Energie= ~10-19 J
--bleu moyen: (l~4,80.10-7)-f~6,25.1014 Energie= ~10-19 J
--indigo moyen: (l~4,40.10-7)-f~6,82.1014 Energie= ~10-19 J
--violet moyen: (l~4,10.10-7)-f~7,32.1014 Energie= ~10-19 J
--ultraviolet proche (NUV): (l= 3.10-7)-f~ 1015 Energie = 10-18 J
--ultraviolet lointain (l = 3.10-8 m)-f~ 1016 Energie = 10-17 J
--rayons X : (l=10-9 à -12)-f~ 1017 à 20 E= 10-16 à -14 J
--rayons g : (l=10-13 à - 14)-f~1021 à 22 E=10-13 à -11 J
--rayons cosmiques: (l= 10-15 à -16)-f= 1023 à 24 E=10-10 à -9 J
-ondes stationnaire et harmonique
Une onde stationnaire résulte de la superposition de 2 ondes de fréquence et amplitude identiques, mais de directions opposées
Equation lé= lA.sin(ωt + φ) où lé(m)= élongation au temps t(s),
lA (m)= amplitude, ω (rad/s)= vitesse angulaire et φ(rad)= angle de déphasage
Une onde est harmonique si elle garde une forme constante au cours de son évolution (si son équation est sinusoïdale) >>> alors, accélération et position sont proportionnelles
-interférences d'ondes
Si 2 ondes sont cohérentes (différence de leurs phases ne dépendant pas du temps) et synchrones (leurs périodes sont les mêmes) >>> leurs interférences peuvent être constructives (zones visibles) ou destructives (zones sombres) constituant ainsi des franges spectrales
Pour les problèmes de polarisation , réflexion, réfraction de ces ondes: voir les chapitres spéciaux
-NOMBRE d’onde
C'est le nombre des ondes incluses dans une longueur d’onde (il est donc de dimension inverse de la longueur d’onde)
Valeurs usuelles pour des spectres de réseaux cristallins >> de 102 à 105 m-1
-vecteur d’onde
C'est la même notion que le NOMBRE d’onde (qui est la norme du vecteur d'onde)
Pour une radiation monochromatique:
Jn = 1 / λ et Jn = ν/ vg
où Jn (m-1)= NOMBRE d’ondes d’une radiation monochromatique de
longueur d’onde λ(m)
ν(Hz)= fréquence
v(m/s)= vitesse de groupe de l’onde