Rayonnement


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Le rayonnement est l'émission ou la transmission d'énergie en ligne droite (comme un « rayon » en géométrie). Cette ligne traverse l'espace ou un certain matériau, se dispersant de la source dans toutes les directions ou « rayonnant ». Le rayonnement peut également faire référence à l'énergie émise elle-même. Il existe plusieurs types différents de rayonnements qui peuvent inclure les rayonnements électromagnétiques, thermiques, acoustiques, corpusculaires (tel que les rayonnements alpha ou bêta d'une source radioactive) et ionisants.[1]

Rayonnement ionisant ou non ionisant

Figure 1. Le rayonnement ionisant est un rayonnement qui peut dépouiller les électrons des atomes. Ce processus est illustré ci-dessus.[2]

Le rayonnement ionisant est un type spécifique de rayonnement qui possède suffisamment d'énergie pour éjecter un électron d'un atome. Ce rayonnement comprend des particules ionisantes issues de la désintégration alpha ou bêta ainsi que des ondes électromagnétiques sous forme de rayonnement gamma. D'une manière générale, les énergies des particules de désintégration alpha et bêta et des photons de rayons gamma sont supérieures aux énergies d'ionisation des atomes et molécules.[3] Ces particules ionisent la matière et rompent les liaisons moléculaires, ce qui peut causer des dommages biologiques importants tels que les brûlures, les maladies de radiation et le cancer.

Le rayonnement non ionisant n'enlève pas les électrons des atomes. Cela signifie qu'il est généralement moins nuisible que le rayonnement ionisant. La plupart des risques pour la santé causés par les rayonnements non ionisants proviennent de l'énergie thermique qui accompagne le rayonnement.[4]. Toutes les formes de rayonnement peuvent être divisées en rayonnements ionisants et non ionisants.

Rayonnement électromagnétique

Figure 2. Les champs électrique (rouge) et magnétique (bleu) changent, provoquant le déplacement du rayonnement vers la droite.
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Le rayonnement électromagnétique est produit par des charges et mouvements accélérants dans l'espace des ondes électromagnétiques, comme les oscillations des champs électrique et magnétique illustrées dans la figure 2.[1] Ce rayonnement est également connu sous le nom d'onde électromagnétique car il est constitué d'alternations des champs électrique et magnétique. Ce type de rayonnement se présente sous forme de paquets distincts appelés « photons ».

Il existe plusieurs types de rayonnement électromagnétique, et leurs propriétés dépendent de leur énergie et de leur longueur d'onde. Certains types comprennent les ondes radio, le rayonnement infrarouge (ressenti comme la chaleur), les micro-ondes, la lumière visible, le rayonnement ultraviolet, les rayons X, les rayons gamma et les rayons cosmiques.

Les rayonnements électromagnétiques à longue longueur d'onde (des ondes radio aux ondes de lumière visible) sont généralement non ionisants. Les rayonnements électromagnétiques de plus courte longueur d'onde (de la lumière ultraviolette aux rayons gamma) ont tendance à être ionisants (figure 3).[4]

Figure 3. Le spectre électromagnétique divisé en rayonnements ionisants et non ionisants.[5]

Rayonnement thermique

Le rayonnement thermique est un type de rayonnement électromagnétique. En termes de transfert de chaleur, ce rayonnement est l'émission d'énergie thermique sous forme d'ondes infrarouges.[6] En règle générale, le rayonnement thermique et les ondes infrarouges sont simplement appelés « chaleur ». Puisque la chaleur est transportée par les ondes électromagnétiques, elle ne nécessite pas de milieu physique pour transférer le rayonnement. Au lieu de cela, elle rayonne à travers l'espace - c'est ainsi que la Terre est chauffée par le soleil bien que l'espace soit un vide.[7]

Figure 4. Un chien vu dans le spectre infrarouge.[8]

Tous les objets à la température normale émettent des rayonnements thermiques; cependant, ils ne sont pas visibles à l'œil nu. Les caméras infrarouges sont capables de capter ce rayonnement invisible et de le convertir numériquement en une image visible (comme celle illustrée à la figure 4). Parfois, cette chaleur radiante est visible. Par exemple, une bougie irradie de la chaleur. Elle produit également de la lumière visible qui correspond à la température de la flamme. La flamme est la plus chaude au niveau de la mèche et émet une lumière bleue ou blanche, car elle se trouve à l'extrémité supérieure du spectre de la lumière visible. Autour de la mèche, la flamme paraît jaune puis rouge, ce qui se trouve à l'extrémité inférieure du spectre de la lumière visible. La région entourant la flamme n'émet aucune lumière car elle dégage des ondes infrarouges et est chaude au toucher.

Lumière du soleil

La lumière du soleil, également appelée « rayonnement solaire », est une forme de rayonnement provenant du Soleil. Le rayonnement fait partie du spectre électromagnétique, y compris la lumière infrarouge, visible et ultraviolette. La lumière du soleil atteignant la surface terrestre a été filtrée à travers l'atmosphère, qui a absorbé une partie du rayonnement ultraviolet.[9] En plus de fournir de la lumière pour la Terre, la lumière du soleil agit également comme une source de chaleur radiante, chauffant la Terre.

En savoir plus

Références

  1. 1,0 et 1,1 Randall D. Knight. Physics for Scientists and Engineers: A Strategic Approach, 3rd ed.Glenview, IL, U.S.A.: Pearson Education, 2013
  2. Created internally by a member of the Energy Education team.
  3. R. Knight. (August 6, 2015). Physics for Scientists and Engineers, 3rd ed. U.S.A.: Pearson
  4. 4,0 et 4,1 Centers for Disease Control and Prevention. Radiation Studies, Dec.7, 2015. Accessed on Oct.9, 2018. Available from: https://www.cdc.gov/nceh/radiation/nonionizing_radiation.html
  5. Mirion Technologies. "What is radiation?" Oct 9, 2018. Available from: https://www.mirion.com/introduction-to-radiation-safety/what-is-radiation/
  6. H.Michigan, T. U. Morgan. (November 1, 2013). “Big Ideas in Volcanology: Volcanic Heat.” [Online]. Available: http://www.geo.mtu.edu/~hamorgan/bigideaswelcome.html
  7. Heat: Heat Transfer. (August 6, 2015). Radiation - Page 1. [Online]. Available: http://www.hk-phy.org/contextual/heat/hea/radia01_e.html.
  8. Wikimedia Commons. (August 6, 2015). Infrared Dog [Online]. Available: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0c/Infrared_dog.jpg
  9. ScienceDaily. (May 20, 2015). Sunlight [Online]. Available: http://www.sciencedaily.com/terms/solar_radiation.htm

Auteurs et rédacteurs

Irene Ao, Ethan Boechler, Jordan Hanania, James Jenden, Ellen Lloyd, Anna Pletnyova, Ashley Sheardown, Kailyn Stenhouse, Maddy Strange, Jasdeep Toor, Dayna Wiebe, Jason Donev
Dernière mise à jour : 13 août, 2021
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