Ondes et particules

Les ondes et les particules sont les supports de l'information : l'observation du rayonnement électromagnétique émis par les corps célestes nous permet d'explorer l'Univers, les ondes radio nous permettent de communiquer avec le monde entier grâce à nos téléphones… Les ondes mécaniques telles que le son, la houle ou les ondes sismiques sont également omniprésentes. Quelles sont les sources d'ondes et de particules ? Comment les détecte-t-on ?
1. Quelles sont les sources de rayonnement électromagnétique dans l'Univers ? Comment les observer ?
Un rayonnement électromagnétique peut être décrit comme une onde électromagnétique. Il se manifeste par un champ électrique couplé à un champ magnétique. L'onde électromagnétique se propage dans le vide à une célérité c = 3,00108 ms −1 et est caractérisée par sa longueur d'onde (ms −1) et sa fréquence f (Hz), liées par la relation : .
Les rayonnements électromagnétiques sont désignés par différents termes suivant leur gamme de fréquences (ou de longueurs d'onde). Dans l'ordre des fréquences croissantes, on trouve : les ondes radio (également appelées ondes hertziennes) : elles sont générées par des courants électriques de haute fréquence et sont employées pour les télécommunications (télévision, radio…) ; les micro-ondes : de fréquence un peu plus élevée, ces rayonnements sont notamment employés pour le chauffage d'aliments (par vibration des molécules d'eau) et pour les télécommunications (téléphones portables) ; les infrarouges (IR) : situés juste avant la lumière visible dans le domaine des fréquences, ils sont principalement émis par rayonnement thermique par les corps chauffés. Ils possèdent un grand nombre d'applications : télécommunications (commande à distance, fibre optique), thermographie et appareil de vision nocturne, analyse chimique par spectroscopie infrarouge… ; la lumière visible : il s'agit de la gamme très étroite des fréquences auxquelles sont sensibles les cellules