Le champ électrique

Au plan statique, la présence d’une charge électrique dans l’espace ou sur un corps isolant immobile induit un champ électrique tout autour de cette charge. Ce champ électrique est mis en évidence par la force qu’il induit si une charge se trouve au voisinage. On a alors une force électrique d’attraction ou de répulsion selon les signes respectifs des deux charges, positif ou négatif : deux charges de même signe se repoussent, deux charges de signe opposé s’attirent.

Le champ électrique induit par une charge en un point donné s’exprime en fonction de la charge électrique et de la distance du point à la charge. Son amplitude est proportionnelle à la charge et inversement proportionnelle au carré de la distance.

Le champ magnétique

Que se passe-t-il au plan dynamique, c’est-à-dire si, au lieu d’une charge statique, on considère la circulation d’un courant (charges électriques en mouvement) ? Que se passe-t-il au voisinage de ce courant, par exemple sur une autre charge électrique ponctuelle ?

Une particule électrique en mouvement produit autour d’elle un champ magnétique. Une autre force va alors venir s’ajouter à la force décrite précédemment, force qui va dépendre de la vitesse des charges en mouvement et appelée force magnétique.

Les ondes électromagnétiques

Le champ électrique et le champ magnétique constituent un ensemble appelé champ électromagnétique (ou onde électromagnétique).

La fréquence d’un champ électromagnétique est le nombre de variations du champ par seconde. Elle s’exprime en hertz (Hz), et s’étend de zéro à l’infini. La longueur d’onde et la fréquence déterminent une autre caractéristique importante des champs électromagnétiques, à savoir que les ondes électromagnétiques sont transportées par des « particules » (ou « grains d’énergie ») appelées quanta. Les quanta associés aux ondes de haute fréquence (ou de courte longueur d’onde) véhiculent davantage d’énergie que ceux qui sont associés aux ondes de basse fréquence (ou de grande longueur d’onde). Pour certains rayonnements électromagnétiques, le quantum d’énergie est tellement élevé que ces ondes sont capables de briser les liaisons intra et intermoléculaires.

Parmi les rayonnements qui composent le spectre électromagnétique, les rayons gamma émis par les substances radioactives, les rayons cosmiques et les rayons X possèdent cette propriété et sont appelés « rayonnements ionisants ». Les rayonnements qui ne sont pas suffisamment énergétiques pour rompre les liaisons intramoléculaires sont dits « non ionisants ».

Les champs électromagnétiques d’origine humaine qui résultent, pour une part importante, de l’activité industrielle (électricité, hyperfréquences et radiofréquences) engendrent des rayonnements qui correspondent à la région du spectre électromagnétique où la fréquence est relativement basse, c’est-à-dire du côté des grandes longueurs d’onde et les quanta d’énergie qu’ils transportent sont incapables de provoquer la rupture des liaisons chimiques.

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