Physique · Prépa concours post-bac — ISPITS (paramédical)

Ondes électromagnétiques

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

Une onde électromagnétique est la propagation simultanée d'un champ électrique $\vec{E}$ et d'un champ magnétique $\vec{B}$ perpendiculaires entre eux et à la direction de propagation.

Dans le vide, la vitesse de propagation est $c \approx 3,00 \times 10^8$ m/s.
La relation entre la longueur d'onde $\lambda$ , la fréquence $\nu$ et la célérité $c$ est : $\lambda = \frac{c}{\nu}$ .
Le spectre électromagnétique s'étend des ondes radio (basses fréquences) aux rayons gamma (hautes fréquences).
Une onde électromagnétique transporte de l'énergie sans transport de matière.

Méthodes à maîtriser

Calculer la longueur d'onde à partir de la fréquence.
Identifier le domaine du spectre électromagnétique à partir de $\lambda$ ou $\nu$ .
Utiliser la relation $c = \lambda \cdot \nu$ en respectant les unités du SI (m, Hz, m/s).

Exemples corrigés

Exemple : Une onde radio a une fréquence $\nu = 100$ MHz. Calculer sa longueur d'onde. Solution : $\lambda = \frac{c}{\nu} = \frac{3 \times 10^8}{100 \times 10^6} = 3$ m.

Erreurs fréquentes

Oublier de convertir les unités (ex: MHz en Hz, nm en m).
Confondre la période $T$ avec la fréquence $\nu$ ( $T = 1/\nu$ ).
Penser que les ondes électromagnétiques ont besoin d'un support matériel pour se propager (elles se propagent dans le vide).

L'essentiel du cours

Une onde électromagnétique est la propagation simultanée d'un champ électrique $\vec{E}$ et d'un champ magnétique $\vec{B}$ perpendiculaires entre eux et à la direction de propagation.

Dans le vide, la vitesse de propagation est $c \approx 3,00 \times 10^8$ m/s.
La relation entre la longueur d'onde $\lambda$, la fréquence $\nu$ et la célérité $c$ est : $\lambda = \frac{c}{\nu}$.
Le spectre électromagnétique s'étend des ondes radio (basses fréquences) aux rayons gamma (hautes fréquences).
Une onde électromagnétique transporte de l'énergie sans transport de matière.

Méthodes à maîtriser

Calculer la longueur d'onde à partir de la fréquence.
Identifier le domaine du spectre électromagnétique à partir de $\lambda$ ou $\nu$.
Utiliser la relation $c = \lambda \cdot \nu$ en respectant les unités du SI (m, Hz, m/s).

Exemples corrigés

Exemple : Une onde radio a une fréquence $\nu = 100$ MHz. Calculer sa longueur d'onde. Solution : $\lambda = \frac{c}{\nu} = \frac{3 \times 10^8}{100 \times 10^6} = 3$ m.

Erreurs fréquentes

Oublier de convertir les unités (ex: MHz en Hz, nm en m).
Confondre la période $T$ avec la fréquence $\nu$ ($T = 1/\nu$).
Penser que les ondes électromagnétiques ont besoin d'un support matériel pour se propager (elles se propagent dans le vide).

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

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🎯 Ondes électromagnétiques

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La vitesse de la lumière dans le vide est :

❓ Questions fréquentes

Est-ce que les ondes électromagnétiques se propagent dans le vide ?

Oui, contrairement aux ondes mécaniques, les ondes électromagnétiques n'ont pas besoin de support matériel. Elles se propagent parfaitement dans le vide à la vitesse $c$ .

💡 À retenir : Le vide est le milieu de propagation idéal pour les ondes électromagnétiques.

Oui, contrairement aux ondes mécaniques, les ondes électromagnétiques n'ont pas besoin de support matériel. Elles se propagent parfaitement dans le vide à la vitesse $c$.

💡 À retenir : Le vide est le milieu de propagation idéal pour les ondes électromagnétiques.

kifach n7seb l'longueur d'onde ila 3tani l'période T ?

Tu sais que $\nu = 1/T$ .
Tu remplaces dans la formule $\lambda = c \cdot T$ .
N'oublie pas de convertir $T$ en secondes.

💡 À retenir : $\lambda = c \cdot T$ .

Tu sais que $\nu = 1/T$.
Tu remplaces dans la formule $\lambda = c \cdot T$.
N'oublie pas de convertir $T$ en secondes.

💡 À retenir : $\lambda = c \cdot T$.

Quelle est la différence entre une onde mécanique et une onde électromagnétique ?

L'onde mécanique nécessite un milieu matériel (solide, liquide, gaz).
L'onde électromagnétique se propage dans le vide et dans les milieux transparents.

💡 À retenir : Onde mécanique = support matériel ; Onde électromagnétique = vide possible.

chno hiya l'relation bin l'fréquence o l'énergie ?

La relation est $E = h \cdot \nu$ , où $h$ est la constante de Planck. Plus la fréquence est élevée, plus l'énergie transportée est grande.

💡 À retenir : $E = h \cdot \nu$ .

La relation est $E = h \cdot \nu$, où $h$ est la constante de Planck. Plus la fréquence est élevée, plus l'énergie transportée est grande.

💡 À retenir : $E = h \cdot \nu$.

Est-ce que la vitesse de l'onde change selon le milieu ?

Oui, dans un milieu matériel d'indice $n$ , la vitesse est $v = c/n$ . Comme $n > 1$ , la vitesse est plus faible que dans le vide.

💡 À retenir : $v = c/n$ .

Oui, dans un milieu matériel d'indice $n$, la vitesse est $v = c/n$. Comme $n > 1$, la vitesse est plus faible que dans le vide.

💡 À retenir : $v = c/n$.

wach l'onde électromagnétique katnqal m3aha l'matière ?

Non, une onde transporte de l'énergie et de l'information, mais pas de matière. Les particules du milieu (s'il y en a) ne se déplacent pas avec l'onde.

💡 À retenir : Pas de transport de matière.

Comment classer les ondes du spectre ?

On les classe par fréquence croissante (ou longueur d'onde décroissante) : Ondes radio, Micro-ondes, Infrarouge, Visible, Ultraviolet, Rayons X, Rayons Gamma.

💡 À retenir : Ordre du spectre à connaître.

kifach n3ref wach l'onde visible wla la ?

Il faut vérifier si la longueur d'onde $\lambda$ est comprise entre 400 nm (violet) et 800 nm (rouge).

💡 À retenir : Domaine visible : $[400 \text{ nm} ; 800 \text{ nm}]$ .

Il faut vérifier si la longueur d'onde $\lambda$ est comprise entre 400 nm (violet) et 800 nm (rouge).

💡 À retenir : Domaine visible : $[400 \text{ nm} ; 800 \text{ nm}]$.

Quelle est la valeur de la constante de Planck ?

Elle vaut environ $6,63 \times 10^{-34}$ J.s. Elle est utilisée pour calculer l'énergie des photons.

💡 À retenir : $h \approx 6,63 \times 10^{-34}$ J.s.

Elle vaut environ $6,63 \times 10^{-34}$ J.s. Elle est utilisée pour calculer l'énergie des photons.

💡 À retenir : $h \approx 6,63 \times 10^{-34}$ J.s.

Est-ce que la fréquence change si l'onde change de milieu ?

Non, la fréquence d'une onde est imposée par la source et ne change jamais lors du passage d'un milieu à un autre.

💡 À retenir : La fréquence est invariante.

Pourquoi les rayons X sont-ils dangereux ?

Parce qu'ils ont une fréquence très élevée, donc une énergie très élevée capable d'ioniser la matière et d'endommager les cellules vivantes.

💡 À retenir : Haute fréquence = Haute énergie = Danger.

Quelle est la relation entre lambda et nu ?

C'est la relation fondamentale : $\lambda = c / \nu$ . $\lambda$ en mètres, $c$ en m/s, $\nu$ en Hertz.

💡 À retenir : $\lambda \cdot \nu = c$ .

C'est la relation fondamentale : $\lambda = c / \nu$. $\lambda$ en mètres, $c$ en m/s, $\nu$ en Hertz.

💡 À retenir : $\lambda \cdot \nu = c$.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Une onde électromagnétique a une fréquence de 500 MHz. 1) Calculer sa longueur d'onde dans le vide. 2) À quel domaine appartient cette onde ?

Voir la correction détaillée : inscription gratuite

Exercice 2

Un laser émet une lumière de longueur d'onde $\lambda = 633$ nm. 1) Calculer sa fréquence. 2) Calculer l'énergie d'un photon associé. ( $h = 6,63 \times 10^{-34}$ J.s).

Exercice 2

Un laser émet une lumière de longueur d'onde $\lambda = 633$ nm. 1) Calculer sa fréquence. 2) Calculer l'énergie d'un photon associé. ($h = 6,63 \times 10^{-34}$ J.s).

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Exercice 3

Une onde électromagnétique passe du vide dans un milieu d'indice $n = 1,5$ . La fréquence est $\nu = 10^{15}$ Hz. 1) Calculer la vitesse dans ce milieu. 2) Calculer la longueur d'onde dans ce milieu.

Exercice 3

Une onde électromagnétique passe du vide dans un milieu d'indice $n = 1,5$. La fréquence est $\nu = 10^{15}$ Hz. 1) Calculer la vitesse dans ce milieu. 2) Calculer la longueur d'onde dans ce milieu.

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