Notion
Le spectre électromagnétique est le classement de l'ensemble des ondes électromagnétiques (rayons gamma, X, UV, visible, IR, micro-ondes, ondes radio) selon un paramètre continu : la longueur d'onde dans le vide \(\lambda_0\), la fréquence \(\nu\), ou l'énergie du photon associé \(E\). Ces trois grandeurs ne forment pas trois classements indépendants : elles sont liées par la propagation et la quantification de l'énergie lumineuse.
avec \(c \approx 3{,}00 \times 10^{8}\ \text{m}\cdot\text{s}^{-1}\) la célérité de la lumière dans le vide et \(h \approx 6{,}626 \times 10^{-34}\ \text{J}\cdot\text{s}\) la constante de Planck. En pratique, l'énergie s'exprime souvent en électronvolt : \(E(\text{eV}) \approx \dfrac{1240}{\lambda_0(\text{nm})}\).
| Domaine | Longueur d'onde \(\lambda_0\) | Énergie de photon | Application usuelle |
|---|---|---|---|
| Rayons gamma | \(\lambda_0 < 10\ \text{pm}\) | très élevée | imagerie nucléaire |
| Rayons X | \(10\ \text{pm} \lesssim \lambda_0 \lesssim 10\ \text{nm}\) | élevée | radiographie |
| UV | \(10\ \text{nm} \lesssim \lambda_0 \lesssim 400\ \text{nm}\) | moyenne | stérilisation |
| Visible | \(400\ \text{nm} \lesssim \lambda_0 \lesssim 800\ \text{nm}\) | moyenne | vision humaine |
| IR | \(800\ \text{nm} \lesssim \lambda_0 \lesssim 1\ \text{mm}\) | faible | thermographie |
| Micro-ondes | \(1\ \text{mm} \lesssim \lambda_0 \lesssim 30\ \text{cm}\) | très faible | Wi-Fi, radars |
| Ondes radio | \(\lambda_0 \gtrsim 30\ \text{cm}\) | très faible | radiodiffusion |
Ces bornes sont des conventions d'usage, pas des limites physiques exactes : aucune norme internationale ne fixe au nanomètre près la frontière IR/micro-ondes ou UV/visible, et les valeurs varient légèrement d'une source à l'autre.