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Le rayonnement électromagnétique

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Premièrement, une source d'énergie sous forme de rayonnement électromagnétique est nécessaire pour illuminer la cible, à moins que la cible ne produise elle-même cette énergie.

Source d'énergie pour illuminer la cible
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Selon la théorie des ondes, tout rayonnement électromagnétique possède des propriétés fondamentales et se comporte de façon prévisible. Le rayonnement électromagnétique est composé d'un champ électrique (E) et d'un champ magnétique (M). Le champ électrique varie en grandeur et est orienté de façon perpendiculaire à la direction de propagation du rayonnement. Le champ magnétique est orienté de façon perpendiculaire au champ électrique. Les deux champs se déplacent à la vitesse de la lumière (c).

Rayonnement électromagnétique
[Version Textuelle]

Pour comprendre la télédétection, il est indispensable de saisir les deux composantes du rayonnement électromagnétique que sont la longueur d'onde et la fréquence.

Longueur d'onde et la fréquence
[Version Textuelle]

La longueur d'onde équivaut à la longueur d'un cycle d'une onde, ce qui correspond à la distance entre deux crêtes successives d'une onde. La longueur d'onde est représentée habituellement par la lettre grecque lambda (λ), et est mesurée en mètres ou en l'un de ces sous-multiples tels que les nanomètres (nm, 10-9 mètre), micromètres (μm, 10-6 mètre) ou centimètres (cm, 10-2 mètre). La fréquence représente le nombre d'oscillations par unité de temps. La fréquence est normalement mesurée en Hertz (Hz) (c.-à-d. en oscillations par seconde) ou en multiples de Hertz.

La formule suivante illustre la relation entre la longueur d'onde et la fréquence :

Longueur d'onde et la fréquence

[Version Textuelle]

La longueur d'onde et la fréquence sont donc inversement proportionnelles, c'est-à-dire que plus la longueur d'onde est petite, plus la fréquence est élevée, et plus la longueur d'onde est grande, plus la fréquence est basse. Afin de comprendre l'information tirée des données de télédétection, il est essentiel de bien saisir les caractéristiques du rayonnement électromagnétique. Nous examinerons maintenant la classification du rayonnement électromagnétique.

Le saviez-vous?

chauves-souris... Les ultrasons, cartes météorologiques satellitaires, radars de contrôle de vitesse, photos de graduation et sonars (ceux des bateaux et ceux des chauves-souris !) peuvent tous être considérés comme des formes de télédétection. Les hôpitaux utilisent la tomodensitométrie, la résonance magnétique (qui produit des images en trois dimensions de tissus humains), les ultrasons et les rayons-x, pour créer des images de notre corps. Toutes ces techniques sont des exemples de télédétection non-intrusives (invasive).

... Vous pouvez utiliser un oscilloscope, instrument électronique qui permet de visualiser des ondes semblables au rayonnement électromagnétique, pour voir la longueur d'onde et la fréquence de votre voix. Les sons aigus ont des longueurs d'onde courtes et des fréquences élevées, tandis que les sons graves possèdent une fréquence basse et une grande longueur d'onde. Selon les scientifiques, la Terre vibre à très basse fréquence, ce qui produit un son trop bas pour être perçu par une oreille humaine. Le même principe (appliqué aux ondes lumineuses) est utilisé par les astronomes pour calculer la vitesse d'éloignement de certaines étoiles.

Les notions de longueur d'onde et de fréquence sont importantes pour la compréhension du décalage Doppler. Le décalage Doppler explique pourquoi les ondes sonores et lumineuses sont perçues comme étant comprimées ou dilatées si l'objet qui les produit bouge par rapport au récepteur. Par exemple, quand un train ou une automobile de course se dirige vers nous, nous entendons des sons de fréquence de plus en plus élevée, jusqu'à ce que l'objet nous atteigne. Lorsque l'objet s'éloigne de nous, nous entendons des sons de fréquence de plus en plus basse. En astronomie, on applique le même principe à la lumière pour déterminer la vitesse de déplacement des étoiles par rapport à nous (mesure du décalage vers le rouge).

Question éclair

Le premier élément nécessaire à la télédétection est une source d'énergie pour illuminer une cible. Quelle est d'après vous la source d'énergie électromagnétique la plus abondante à laquelle nous ayons accès ? Quel est le dispositif de télédétection que nous utilisons pour percevoir cette énergie? La réponse est....

calculatrice Si la vitesse de la lumière est de 3 x 108 m/s, calculez la longueur d'onde d'un rayonnement qui possède une fréquence de 500 000 Ghz (Ghz = gigahertz = 109 Hz). Exprimez votre réponse en micromètre (μm). La réponse est....

Question éclair - réponse

 

1. Le Soleil est la source d'énergie électromagnétique la plus abondante, et est utilisé comme source d'énergie initiale principale en télédétection. Nos yeux sont les dispositifs de télédétection que nous utilisons pour capter le rayonnement du Soleil. Ils peuvent être considérés comme des capteurs de télédétection (et ils sont très bons) car ils captent la lumière visible du Soleil, ce qui nous permet de voir. Il existe d'autres types de lumière qui sont invisibles à l'oeil nu... nous en discuterons plus loin.

calculatriceequation
[Version Textuelle]

 

En utilisant l'équation qui démontre la relation entre la longueur d'onde et la fréquence, nous pouvons calculer la longueur d'onde du rayonnement qui possède une fréquence de 500 000 Ghz.

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