Il eut été peut-être plus correct d’écrire : " Le rayonnement électromagnétique ", car, si divers que soient dans leurs modes de production, leurs manifestations et leurs effets les ondes hertziennes, l’infrarouge, la lumière visible, l’ultraviolet, les rayons X et enfin les rayons gamma, ces rayonnements sont de même nature et forment une gamme continue.

J’ai essayé, dans le tableau suivant, de figurer l’ensemble du spectre électromagnétique..

En raison de l’étendue de ce spectre, une échelle logarithmique est indispensable; chaque division représente un facteur 10. Pour une raison typographique, la fréquence du secteur (50 Hz) est figurée légèrement en-dessous de son emplacement exact. Cette imprécision a peu d’importance sur un tableau qui couvre 22 puissances de 10.

Les limites du domaine (très étroit) de la lumière visible, imposées par la bande passante de notre vision, sont bien définies. Mais ce cas est unique. Dans les régions de transition, la même radiation peut souvent être engendrée et détectée par des méthodes différentes la classant dans l’un ou l’autre domaine ; d’où les chevauchements des domaines. C’est pourquoi j’ai figuré leurs séparations approximatives en pointillé, sauf pour la lumière visible..

En règle générale, ces rayonnements, pour expliquer tous leurs effets, demandent une double modélisation : l’aspect ondulatoire et l’aspect corpusculaire.

D’une part, ce sont des ondes : un champ électrique et un champ magnétique variant sinusoïdalement à une certaine fréquence, perpendiculaires entre eux et se propageant à la vitesse de la lumière selon une direction elle-même perpendiculaire au plan qu’ils définissent.

D’autre part, certains phénomènes imposent de considérer que l’énergie ainsi transportée est émise sous forme de " paquets " ou de " grains " (quanta), dont l’énergie individuelle est proportionnelle à la fréquence de l’onde ; le vecteur de cette énergie individuelle est le Photon, particule sans masse de la famille des Bosons .

C’est pourquoi le tableau indique, pour une même radiation, la fréquence et la longueur d’onde (aspect ondulatoire) et l’énergie du photon correspondant (aspect corpusculaire) ; cette énergie est exprimée en électron-volt, unité qui sera définie plus loin.

Cette dualité onde-particule est très difficile à concevoir et a été difficilement admise par ceux-là mêmes à qui elle s’imposa.

Aux fréquences les plus basses (pouvant atteindre tout de même 10 Gigahertz ou davantage), l’aspect corpusculaire est habituellement négligé, inutile pour expliquer les propriétés des ondes hertziennes.

A l’autre extrémité de la gamme (rayons gamma), l’aspect ondulatoire est difficile à mettre en évidence et l’on parle plus volontiers d’énergie de photons que de longueur d’onde ou de fréquence

Pour parler plus clairement (du moins je l’espère…) de ces rayonnements électromagnétiques, je les ai séparés en trois sections :

• Les ondes hertziennes
• Les rayonnements optiques ( IR, visible, UV )
• Les rayonnements ionisants ( X, Gamma )

Ces sections appelant des développements importants, je les traite comme des articles distincts.